Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473798

(19)

RU

(11)

2473798

(13)

C1

(51) МПК E21B43/26 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011141397/03, 12.10.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

12.10.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 12.10.2011

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2358100 С2, 10.06.2009. RU 2401381 С1, 10.10.2010. RU 2008114822 А, 27.10.2009. RU 2008136865 А, 20.03.2010. RU 2398102 С1, 27.08.2010. RU 2424428 С2, 20.07.2011. ЕА 13930 В1, 30.08.2010. ЕА 11696 В1, 28.04.2009. US 7213651 В2, 08.05.2007.

Адрес для переписки:

423300, Республика Татарстан, г. Азнакаево, ул. Нефтяников, 22, ОАО "Татнефть", НГДУ "Азнакаевскнефть", технический отдел

(72) Автор(ы):

Файзуллин Илфат Нагимович (RU),

Таипова Венера Асгатовна (RU),

Салимов Олег Вячеславович (RU),

Зиятдинов Радик Заузятович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)

(54) СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА В СКВАЖИНЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для повышения производительности как вновь вводимых, так и действующих добывающих и нагнетательных скважин. Обеспечивает повышение эффективности способа за счет увеличения радиуса дренирования скважины. Сущность изобретения: способ включает перфорацию стенок скважины в интервале пласта скважины каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины, спуск колонны труб с пакером, установку пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачку в подпакерную зону гелированной жидкости разрыва, создание в подпакерной зоне давления гидроразрыва пласта - ГРП и продавку в образовавшуюся трещину пласта гелированной жидкости разрыва с проппантом. Согласно изобретению ГРП проводят с применением различных фракций проппанта и двух типов гелированной жидкости разрыва, при этом сначала определяют общий объем гелированной жидкости разрыва по аналитическому выражению. Общий объем гелированной жидкости разрыва разделяют на две части, из которого 2/3 этой жидкости - объем сшитого геля, а 1/3 ее - линейный гель. Процесс ГРП начинают с закачки в скважину по колонне труб гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 150-200 сП до образования трещины разрыва в пласте. После создания трещины разрыва в пласте оставшийся от 2/3 жидкости объем сшитого геля закачивают равными порциями в 3-5 циклов с добавлением проппанта фракции 12-18 меш. с расходом 1,5-2 м 3 /мин. Проппант вводят в сшитый гель ступенчато с увеличением концентраций от 200 кг/м 3 до 1000 кг/м 3 . Далее, не останавливая процесс ГРП, в скважину по колонне труб, увеличив расход до 2,5-3 м 3 /мин, закачивают равными порциями в 3-5 циклов жидкость разрыва - линейный гель динамической вязкостью 30-50 сП с добавлением проппанта фракции 20-40 меш. со ступенчатым увеличением концентрации от 200 кг/м 3 до 1000 кг/м 3 . После закачки в колонну труб скважины последней порции линейного геля с проппантом производят их продавку в пласт технологической жидкостью. В процессе продавки снижают расход технологической жидкости до 0,5-1 м 3 /мин в течение 1-3 минут и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м 3 /мин до полной продавки линейного геля с проппантом в пласт. Производят выдержку в течение времени, необходимого для спада давления закачки на 70-80%, распакеровывают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины. 3 пр., 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для повышения производительности как вновь вводимых, так и действующих добывающих и нагнетательных скважин.

Также известен способ гидравлического разрыва пласта (заявка на изобретение RU 94004737, МПК 8 Е21В 43/26, опубл. 27.09.1995 г.), включающий закачку в пласт жидкость разрыва в объеме, обеспечивающем создание трещины гидроразрыва длиной, равной радиусу прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости, затем уменьшают темп закачки и снижают забойное давление ниже давления разрыва пласта и при этом темпе закачивают в колонну насосно-компрессорных труб суспензию жидкости-носителя с закрепляющим материалом в объеме созданной трещины, после чего увеличением темпа закачки повышают забойное давление выше давления разрыва пласта, обеспечивая повторное раскрытие ранее созданной трещины, и закачивают продавочную жидкость в объеме, равном объему колонны насосно-компрессорных труб и части обсадной колонны от низа насосно-компрессорных труб до прорезанных щелей.

Известен способ гидравлического разрыва пласта (заявка на изобретение RU 97122295, МПК 8 Е21В 43/26, опубл. 27.08.1999 г.), включающий закачку жидкости разрыва при забойном давлении выше давления разрыва пласта и создание трещины заданного размера, снижение забойного давления ниже давления разрыва пласта, закачку суспензии жидкости-носителя с закрепляющим материалом, подъем забойного давления выше давления разрыва пласта увеличением темпа закачки и закачку при этом давлении продавочной жидкости, причем жидкость разрыва закачивают в объеме, обеспечивающем создание трещины длиной, превышающей радиус прискважинной зоны пласта сниженной проницаемости, а суспензию жидкости-носителя с закрепляющим материалом закачивают в объеме, большем объема созданной трещины, при этом длина созданной трещины превышает радиус прискважинной зоны на 5-15%, причем объем суспензии жидкости-носителя с закрепляющим материалом больше объема созданной трещины на 10-20%, при этом снижение давления в скважине ниже давления разрыва после созданной трещины гидроразрыва обеспечивают прекращением закачки, причем перед проведением гидроразрыва осуществляют перфорацию заданного интервала пласта.

Обоим аналогам присущи следующие недостатки:

- во-первых, сложный технологический процесс осуществления способа, а также высокая трудоемкость и дороговизна;

- во-вторых, динамическую вязкость жидкости разрыва не изменяют в процессе образования трещины и при ее последующем закачивании в трещину вместе с проппантом с целью ее крепления, что осложняет продавку проппанта в самые отделенные от скважины зоны, в связи с чем снижается эффективность гидравлического разрыва пласта (ГРП);

- в-третьих, крепления трещины осуществляется закрепляющим материалом одной фракции, что приводит к скорому смыканию трещины и снижению эффекта от проведенного ГРП.

Наиболее близким является способ гидравлического разрыва пласта в скважине (патент RU 2358100, МПК 8 Е21В 43/26, опубл. в бюл. 16 от 10.06.2009 г.), включающий перфорацию стенок скважины каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола существующей скважины и закачку в скважину гелеобразной жидкости разрыва «Химеко» порциями: первой - в объеме 3-8 м 3 ; второй - в объеме 10-12 м 3 и с крепителем трещин разрыва; третьей - в объеме 2-3 м 3 , после чего осуществляют продавку порций гелеобразной жидкости в пласт с расходом 0,5-1 м 3 /мин.

Недостатками данного способа являются:

- во-первых, небольшой радиус дренирования скважин так, как в первой порции закачивается всего 3-8 м 3 гелеобразной жидкости разрыва, поэтому при закачке дальнейших порций гелеобразной жидкости разрыва с проппантом невозможно продавить проппант глубже уже образованной трещины пласта (развить трещину), кроме того, применяется гелеобразная жидкость разрыва «Химеко» с одной динамической вязкостью и с крепителем трещин одной фракции;

- во-вторых, неравномерное распределение проппанта в трещине пласта, которое происходит из-за того, что крепитель трещин добавляют только при закачке второй порции гелеобразной жидкости разрыва в объеме 10-12 м 3 , которую затем продавливают порций гелеобразной жидкости в пласт, поэтому проппант концентрируется в основном только в определенной зоне трещины пласта, т.е. в той зоне трещины пласта куда удалось осуществить продавку проппанта;

- в-третьих, низкая эффективность проведения ГРП, вследствие неравномерной закрепленности трещины в пласте, т.е. трещина при последующей эксплуатации добывающей или нагнетательной скважины в короткий промежуток времени смыкается, что приводит к снижению производительности добывающих и нагнетательных скважин.

Задачей изобретения являются увеличение радиуса дренирования скважины, равномерное распределения проппанта в трещине пласта и повышение эффективности проведения ГРП за счет создания длинных высокопроводящих трещин разрыва в пласте с их последующим последовательным креплением проппантом различных фракций, носителями которых являются гелированные жидкости разрыва с различной динамической вязкостью.

Поставленная задача решается способом гидравлического разрыва пласта в скважине, включающим перфорацию стенок скважины в интервале пласта каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины, спуск колонны труб с пакером, посадку пакера над кровлей перфорированного пласта, закачку в подпакерную зону гелированной жидкости разрыва, создания в подпакерной зоне давления гидроразрыва пласта и продавку в образовавшуюся трещину пласта гелированной жидкости разрыва с проппантом.

Новым является то, что перед проведением гидравлического разрыва пласта ГРП колонну труб заполняют технологической жидкостью и определяют общий объем гелированной жидкости разрыва по следующей формуле:

V г =k·H п ,

где V г - суммарный объем жидкости разрыва, м 3 ;

k=11-12 - коэффициент перевода, м 3 /м;

Н п - высота интервала перфорации пласта, м.

Общий объем гелированной жидкости разрыва разделяют на две части, из которого 2/3 Vг - объем сшитого геля, а 1/3 Vг - линейный гель, процесс ГРП начинают с закачки в скважину по колонне труб гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 150-200 сП до образования трещины разрыва в пласте, после создания трещины разрыва в пласте оставшийся от 2/3 Vг объем сшитого геля закачивают равными порциями в 3-5 циклов с добавлением проппанта фракции 12-18 меш. с расходом 1,5-2 м 3 /мин, причем проппант вводят в сшитый гель ступенчато с увеличением концентраций от 200 кг/м 3 до 1000 кг/м 3 , далее, не останавливая процесс ГРП, в скважину по колонне труб, увеличив расход до 2,5-3 м 3 /мин, закачивают равными порциями в 3-5 циклов жидкость разрыва - линейный гель динамической вязкостью 30-50 сП с добавлением проппанта фракции 20-40 меш. со ступенчатым увеличением концентрации от 200 кг/м 3 до 1000 кг/м 3 , после закачки в колонну труб скважины последней порции линейного геля с проппантом производят их продавку в пласт технологической жидкостью, при этом в процессе продавки снижают расход технологической жидкости до 0,5-1 м 3 /мин в течение 1-3 минут и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м 3 /мин до полной их продавки линейного геля с проппантом в пласт, производят выдержку в течение времени, необходимого для спада давления закачки на 70-80%, распакеровывают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины.

На фиг.1 и 2 схематично изображена реализация способа гидравлического разрыва пласта в скважине.

Предложенный способ гидравлического разрыва пласта в скважине осуществляется следующим образом.

Способ гидравлического разрыва пласта (ГРП) в скважине 1 (см. фиг.1) включает перфорацию стенок скважины 1 каналами 2 и 2' глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины 1 любым известным способом, например, как описано в патенте RU 2358100, МПК 8 Е21В 43/26, опубл. в бюл. 16 от 10.06.2009 г.

Далее в скважину в зону ГРП производят спуск колонны труб 3, например колонны насосно-компрессорных труб 73 мм с пакером 4, так, чтобы пакер находился на 5-10 м выше кровли 5 пласта 6, подлежащего ГРП, а нижний конец колонны труб 3 на уровне кровли 5 пласта 6, после чего производят посадку пакера 4 любой известной конструкции, например, проходной пакер с якорем с механической поворотной установкой ПРО-ЯМ2-ЯГ1(Ф) или ПРО-ЯМ3-ЯГ2(Ф) (на 100 МПа) производства научно-производственной фирмы «Пакер» г.Октябрьский, Республика Башкортостан, Российская Федерация. Таким образом герметизируют заколонное пространство 7 скважины 1 с целью защиты стенок скважины от воздействия высоких давлений, возникаемых в процессе ГРП.

Далее, т.е. перед проведением ГРП колонну труб 3 заполняют технологической жидкостью, например сточной водой плотностью: =1180 кг/м 3 , и определяют общий объем гелированной жидкости разрыва по следующей формуле:

V г =k·H п ,

где V г - суммарный объем жидкости разрыва, м 3 ;

k=11-12 - коэффициент перевода, м 3 /м, примем k=12;

Н п - высота интервала перфорации пласта, м.

В данной формуле коэффициент перевода получен опытным путем и зависит от физико-химических свойств пласта, в котором производят ГРП.

Например, высота интервала перфорации пласта - Н п =5 м (см. фиг.1 и 2). Тогда, подставляя в формулу: V г =k·H п , получаем общий объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрыва:

V г =12(м 3 /м)·5(м)=60 м 3 .

Далее общий объем гелированной жидкости разрыва разделяют на две части, из которого 2/3 Vг - объем сшитого геля, а 1/3 Vг - линейный гель.

Тогда объем сшитого геля: V сг =2/3 V г =60 м 3 ·2/3=40 м 3 , а объем линейного геля: V лг =1/3 V г =60 м·1/3=20 м 3 .

Готовят гелированную жидкость разрыва - сшитый гель любым известным способом например, как описано в заявке RU 2008136865, МПК 8 С09К 8/512, опубл. в бюл. 8 от 20.03.2010 г. Процесс ГРП начинают с закачки в скважину 1 (см. фиг.1) по колонне труб 3 гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 150-200 сП. Закачку сшитого геля производят через перфорационные каналы 2 и 2' с расходом 1,5-2 м 3 /мин до достижении разрыва породы пласта 6 и образования трещины 8, о чем будет свидетельствовать падение давления закачки и увеличение приемистости пласта 6. Например, при достижении давления 35 МПа вследствии образования трещины 8 произошло падение давление закачки гелеобразной разрывной жидкости - сшитого геля на 20-25%, т.е. до 27 МПа, при этом приемистость пласта 6 увеличилась на 25-30%, например с 1,2 м 3 /мин до 1,6 м 3 /мин. При этом в процессе образования трещины 8 в колонну труб 3 скважины 1 было закачана гелеобразная жидкость разрыва - сшитый гель в объеме V сг1 =25 м 3 .

Далее оставшийся объем сшитого геля V сг2 =V сг -V сг1 =40-25=15 м 3 закачивают за 3-5 циклов равными порциями, например на 5 циклов: V сг2i =15 м 3 /5=3 м 3 , т.е. каждая порция по 3 м 3 каждая и ступенчато с каждым циклом добавляют крепитель трещин - проппант фракции 12-18 меш., увеличивая плотность проппанта в сшитом геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 , 400 кг/м 3 , 600 кг/м 3 , 800 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку сшитого геля с проппантом производят с расходом 1,5-2 м 3 /мин.

Проппанты фракций 12-18 меш. и 20-40 меш. изготавливаются по ГОСТ Р 51761-2005 - «Проппанты алюмосиликатные. Технические условия» и выпускаются Боровичевским Комбинатом Огнеупоров, г.Боровичи, Республика Беларусь.

Сшитый гель с проппантом 9 фракции 12-18 меш., продавливается через перфорационные каналы 2 и 2' по всему объему трещины 8, заполняя ее причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

Готовят гелированную жидкость разрыва - линейный гель любым известным способом, например, как описано в патенте RU 2381252, МПК 8 С09К 8/68, опубл. в бюл. 4 от 20.02.2010 г.

Далее, не прерывая процесса ГРП, переходят на циклическую закачку равными порциями по колонне труб 3 в скважину 1 линейного геля с проппантом 10 (см. фиг.2) в объеме, как указано выше: V лг =20 м 3 .

Линейный гель с проппантом 10 закачивают за 3-5 циклов равными порциями, например на 5 циклов: V лгi =20 м 3 /5=4 м 3 , т.е. каждая порция по 4 м 3 каждая и ступенчато с каждым циклом добавляют крепитель трещин - проппант фракции 20-40 меш., увеличивая плотность проппанта в линейном геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 ,400 кг/м 3 , 600 кг/м 3 , 800 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку линейного геля с проппантом производят с расходом 2,5-3 м 3 /мин.

Линейный гель с проппантом 10 фракции 20-40 меш. продавливается в трещину 8 только через перфорационные каналы 2 и 2', заполняя центральную часть трещины 8, причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м 3 производят его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: =1180 кг/м 3 .

Объем технологической жидкости, достаточный для полной продавки в пласт последней порции линейного геля с проппантом, соответствует, например полуторократному внутреннему объему спущенной в скважину 1 колонны труб 3.

В процессе продавки последней порции линейного геля с проппантом снижают расход технологической жидкости до 0,5-1 м 3 /мин в течение 1-3 минут и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м 3 /мин до полной их продавки линейного геля с проппантом в пласт, производят выдержку в течение времени, необходимого для спада давления закачки на 70-80%, например со значения 35 МПа (указанного выше) до 10-10,5 МПа, распакеровывают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины.

Снижение расхода технологической жидкости до 0,5-1 м 3 /мин в процессе продавки линейного геля с проппантом производят с целью равномерного уплотнения и распределения проппанта в трещине пласта.

Благодаря эффекту «туннелирования», когда в жидкости с большей динамической вязкостью течет жидкость с меньшей динамической вязкостью, обеспечивается продавка линейного геля динамической вязкостью 30-50 сП с проппантом мелкой фракции 20-40 меш. через перфорационные каналы 2 и 2', расположенные в центре перфорированного канала 2 пласта 6, причем ранее продавленный в трещину 8 сшитый гель динамической вязкостью 150-200 сП с проппантом более крупной фракции 16-18 меш. оттесняется на периферию трещины 8, расширяя ее и тем самым увеличивая равномерность и плотность закрепления трещины 8. Опытным путем установлено, что применение сшитого геля с динамической вязкостью 150-200 сП и линейного геля с динамической вязкостью 30-50 сП обеспечивает наиболее эффективное проведение ГРП, поскольку при превышении вышеуказанных границ динамической вязкости или снижении за эти границы при закачке сшитого геля резко повышается давление гидравлического разрыва пласта, а при закачке линейного геля резко повышается давление его продавки, что снижает эффективность проведения ГРП.

Пример конкретного применения 1

Высота интервала вскрытия пласта Н п =4 м. Подставляя в формулу: V г =k·H п , получили общий объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрыва:

V г =12 (м 3 /м)·4(м)=48 м 3 .

Далее общий объем гелированной жидкости разрыва разделили на две части, из которого 2/3 V сг - объем сшитого геля, а 1/3 V лг - линейный гель.

Тогда объем сшитого геля: V сг =2/3 V г =48 м 3 ·2/3=32 м 3 , а объем линейного геля: V лг =1/3 V г =48 м 3 ·1/3=16 м 3 . Приготовили гелированную жидкость разрыва - сшитый гель в объеме 32 м 3 .

Процесс ГРП начинали с закачки в скважину 1 (см. фиг.1) по колонне труб 3 гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 150 сП. Закачку сшитого геля производили через перфорационные каналы 2 и 2' с расходом 1,5 м 3 /мин до достижения разрыва породы пласта 6 и образования трещины 8, о чем свидетельствовало падение давления закачки гелеобразной разрывной жидкости - сшитого геля с 34 МПа до 26 МПа, при этом приемистость пласта 6 увеличилась с 1,3 м 3 /мин до 1,65 м 3 /мин, при этом в процессе образования трещины 8 в колонну труб 3 скважины 1 было закачана гелеобразная жидкость разрыва - сшитый гель в объеме V сг1 =20 м 3 .

Далее оставшийся объем сшитого геля V сг2 =V сг -V сг1 =32-20=12 м 3 закачали за 3 цикла равными порциями: V сг2i =12 м 3 /3=4 м 3 , т.е. каждая порция по 4 м 3 каждая и ступенчато с каждым циклом добавляют крепитель трещин - проппант 9 фракции 12-18 меш., увеличивая плотность проппанта в сшитом геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 , 600 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку сшитого геля с проппантом производили с расходом 1,5 м 3 /мин.

Сшитый гель с проппантом 9 фракции 12-18 меш. продавливали через перфорационные каналы 2 и 2' по всему объему трещины 8, заполняя ее причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

Приготовили гелированную жидкость разрыва - линейный гель в объеме 16 м 3 .

Далее, не прерывая процесса ГРП, перешли на циклическую закачку линейного геля.

Для этого линейный гель с проппантом 10 (см. фиг.2) закачали за 3 цикла равными порциями по колонне труб 3 в скважину 1: V лгi =16 м 3 /3=5,33 м 3 , т.е. каждая порция по 5,33 м каждая и ступенчато с каждым циклом добавляли крепитель трещин - проппант фракции 20-40 меш., увеличивая плотность проппантата в линейном геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 , 600 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку линейного геля с проппантом производили с расходом 2,5 м 3 /мин.

Линейный гель с проппантом 10 фракции 20-40 меш. продавливали в трещину 8 только через перфорационные каналы 2 и 2', заполняя центральную часть трещины 8, причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м 3 произвели его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: =1180 кг/м 3 в объеме 7 м 3 .

В процессе продавки последней порции линейного геля с проппантом снизили расход технологической жидкости до 0,5 м 3 /мин в течение 1 минуты и вновь возобновили закачку с расходом 2,5 м 3 /мин до полной продавки линейного геля с проппантом в пласт. Произвели выдержку в течение 5 мин, т.е. до спада давления закачки со значения 34 МПа (указанного выше) до 8,0 МПа. Далее распакеровали пакер и извлекли его с колонной труб из скважины.

Пример конкретного применения 2

Высота интервала вскрытия пласта Н п =6 м.

Подставляя в формулу: V г =k·H п , получили общий объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрыва:

V г =12(м 3 /м)·6 (м)=72 м 3 .

Далее общий объем гелированной жидкости разрыва разделили на две части, из которого 2/3 V сг - объем сшитого геля, а 1/3 V лг - линейный гель.

Тогда объем сшитого геля: V сг =2/3 V г =72 м 3 ·2/3=48 м 3 , а объем линейного геля: V лг =1/3 V г =72 м 3 ·1/3=24 м 3 . Приготовили гелированную жидкость разрыва - сшитый гель в объеме 48 м 3 .

Процесс ГРП начинали с закачки в скважину 1 (см. фиг.1) по колонне труб 3 гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 175 сП. Закачку сшитого геля производили через перфорационные каналы 2 и 2' с расходом 1,5 м 3 /мин до достижения разрыва породы пласта 6 и образования трещины 8, о чем свидетельствовало падение давления закачки гелеобразной разрывной жидкости-сшитого геля с 37 МПа до 28 МПа, при этом приемистость пласта 6 увеличилась с 1,5 м 3 /мин до 1,9 м 3 /мин, при этом в процессе образования трещины 8 в колонну труб 3 скважины 1 было закачана гелеобразная жидкость разрыва - сшитый гель в объеме V cг1 =32 м 3 .

Далее оставшийся объем сшитого геля V сг 2=V сг -V сг 1=48-32=16 м 3 закачали за 4 цикла равными порциями: V сг2i =16 м 3 /4=4 м 3 , т.е. каждая порция по 4 м 3 каждая и ступенчато с каждым циклом добавляют крепитель трещин - проппант 9 фракции 12-18 меш., увеличивая плотность проппанта в сшитом геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 , 500 кг/м 3 , 800 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку сшитого геля с проппантом производили с расходом 1,7 м 3 /мин.

Сшитый гель с проппантом 9 фракции 12-18 меш. продавливали через перфорационные каналы 2 и 2' по всему объему трещины 8, заполняя ее, причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

Приготовили гелированную жидкость разрыва - линейный гель в объеме 24 м 3 .

Далее, не прерывая процесса ГРП, перешли на циклическую закачку линейного геля.

Для этого линейный гель с проппантом 10 (см. фиг.2) закачали за 4 цикла равными порциями по колонне труб 3 в скважину 1: V лгi =24 м 3 /4=6 м 3 , т.е. каждая порция по 6 м 3 каждая и ступенчато с каждым циклом добавляли крепитель трещин - проппант фракции 20-40 меш., увеличивая плотность проппанта в линейном геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 , 500 кг/м 3 , 800 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку линейного геля с проппантом производили с расходом 2,7 м 3 /мин.

Линейный гель с проппантом 10 фракции 20-40 меш. продавливали в трещину 8 только через перфорационные каналы 2 и 2', заполняя центральную часть трещины 8, причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м 3 произвели его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: =1180 кг/м 3 в объеме 7,5 м 3 .

В процессе продавки последней порции линейного геля с проппантом снизили расход технологической жидкости до 0,7 м 3 /мин в течение 2 минут и вновь возобновили закачку с расходом 2,7 м 3 /мин до полной продавки линейного геля с проппантом в пласт. Произвели выдержку в течение 10 мин, т.е. до спада давления закачки со значения 37 МПа (указанного выше) до 9,0 МПа. Далее распакеровали пакер и извлекли его с колонной труб из скважины.

Пример конкретного применения 3

Высота интервала вскрытия пласта Н п =7 м.

Подставляя в формулу: V г =k·H п , получили общий объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрыва:

V г =12 (м 3 /м)·7(м)=84 м 3 .

Далее общий объем гелированной жидкости разрыва разделили на две части, из которого 2/3 V сг - объем сшитого геля, а 1/3 V лг - линейный гель.

Тогда объем сшитого геля: V сг =2/3 V г =84 м 3 ·2/3=56 м 3 , а объем линейного геля: V лг =1/3 V г =84 м 3 ·1/3=28 м 3 . Приготовили гелированную жидкость разрыва - сшитый гель в объеме 56 м 3 .

Процесс ГРП начинали с закачки в скважину 1 (см. фиг.1) по колонне труб 3 гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 200 сП. Закачку сшитого геля производили через перфорационные каналы 2 и 2' с расходом 3 м 3 /мин до достижения разрыва породы пласта 6 и образования трещины 8, о чем свидетельствовало падение давления закачки гелеобразной разрывной жидкости - сшитого геля с 39 МПа до 30 МПа, при этом приемистость пласта 6 увеличилась с 1,7 м 3 /мин до 2,2 м 3 /мин, при этом в процессе образования трещины 8 в колонну труб 3 скважины 1 было закачана гелеобразная жидкость разрыва - сшитый гель в объеме V сг1 =31 м 3 .

Далее оставшийся объем сшитого геля V сг2 =V сг -V сг1 =56-31=25 м 3 закачали за 5 циклов равными порциями: V сг2i =25 м 3 /5=5 м 3 , т.е. каждая порция по 5 м 3 каждая, и ступенчато с каждым циклом добавляют крепитель трещин - проппант 9 фракции 12-18 меш., увеличивая плотность проппанта в сшитом геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 , 400 кг/м 3 , 600 кг/м 3 , 800 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку сшитого геля с проппантом производили с расходом 2,0 м 3 /мин.

Сшитый гель с проппантом 9 фракции 12-18 меш. продавливали через перфорационные каналы 2 и 2' по всему объему трещины 8, заполняя ее, причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

Приготовили гелированную жидкость разрыва - линейный гель в объеме 28 м 3 .

Далее, не прерывая процесса ГРП, перешли на циклическую закачку линейного геля.

Для этого линейный гель с проппантом 10 (см. фиг.2) закачали за 5 циклов равными порциями по колонне труб 3 в скважину 1: V лгi =28 м 3 /5=5,6 м 3 , т.е. каждая порция по 5,6 м 3 каждая, и ступенчато с каждым циклом добавляли крепитель трещин - проппант фракции 20-40 меш., увеличивая плотность проппантата в линейном геле, начиная от 200 кг/м 3 и заканчивая 1000 кг/м 3 , т.е. (200 кг/м 3 , 400 кг/м 3 , 600 кг/м 3 , 800 кг/м 3 , 1000 кг/м 3 ), причем закачку линейного геля с проппантом производили с расходом 3,0 м 3 /мин.

Линейный гель с проппантом 10 фракции 20-40 меш. продавливали в трещину 8 только через перфорационные каналы 2 и 2', заполняя центральную часть трещины 8, причем самые отдаленные зоны трещины крепятся проппантом меньшей плотности - 200 кг/м 3 , увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м 3 .

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м 3 произвели его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: =1180 кг/м 3 в объеме 8,0 м 3 .

В процессе продавки последней порции линейного геля с проппантом снизили расход технологической жидкости до 1,0 м 3 /мин в течение 3 минут и вновь возобновили закачку с расходом 3,0 м 3 /мин до полной продавки линейного геля с проппантом в пласт. Произвели выдержку в течение 15 мин, т.е. до спада давления закачки со значения 39 МПа (указанного выше) до 10,0 МПа. Далее распакеровали пакер и извлекли его с колонной труб из скважины.

Предложенный способ гидравлического разрыва пласта в скважине позволяет увеличить радиус дренирования скважины, равномерно распределить проппант в трещине пласта и повысить эффективности проведения ГРП за счет создания длинных высокопроводящих трещин разрыва в пласте, вследствие закачки большого объема гелированой жидкости разрыва - сшитого геля на начальном этапе ГРП с последующим последовательным креплением трещины проппантом различных фракций и с применением эффекта «туннелирования», за счет применения гелированных жидкостей разрыва с различной динамической вязкостью, при этом в периферийной части трещины оказывается проппант более крупной фракции 12-18 меш., а в центральной более мелкой фракции 20-40 меш., что позволяет на долгое время сохранить трещину в раскрытом состоянии и тем самым увеличить производительность добывающей или нагнетательной скважины.

Формула изобретения

Способ гидравлического разрыва пласта в скважине, включающий перфорацию стенок скважины в интервале пласта каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины, спуск колонны труб с пакером, посадку пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачку в подпакерную зону гелированной жидкости разрыва, создание в подпакерной зоне давления гидроразрыва пласта и продавку в образовавшуюся трещину пласта гелированной жидкости разрыва с проппантом, отличающийся тем, что перед проведением гидравлического разрыва пласта - ГРП колонну труб заполняют технологической жидкостью и определяют общий объем гелированной жидкости разрыва по следующей формуле:

V г =K·H п ,

где V г - суммарный объем жидкости разрыва, м 3 ;

K - коэффициент перевода (K=11-12), м 3 /м;

Н п - высота интервала перфорации пласта, м, общий объем гелированной жидкости разрыва разделяют на две части, из которого 2/3 V г - объем сшитого геля, а 1/3 V г - линейный гель, процесс ГРП начинают с закачки в скважину по колонне труб гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 150-200 сПа до образования трещины разрыва в пласте, после создания трещины разрыва в пласте оставшийся от 2/3 V г объем сшитого геля закачивают равными порциями в 3-5 циклов с добавлением проппанта фракции 12-18 меш. с расходом 1,5-2 м 3 /мин, причем проппант вводят в сшитый гель ступенчато с увеличением концентраций от 200 кг/м 3 до 1000 кг/м 3 , далее, не останавливая процесс ГРП, в скважину по колонне труб, увеличив расход до 2,5-3 м 3 /мин, закачивают равными порциями в 3-5 циклов жидкость разрыва - линейный гель динамической вязкостью 30-50 сПа с добавлением проппанта фракции 20-40 меш. со ступенчатым увеличением концентрации от 200 кг/м 3 до 1000 кг/м 3 , после закачки в колонну труб скважины последней порции линейного геля с проппантом производят их продавку в пласт технологической жидкостью, при этом в процессе продавки снижают расход технологической жидкости до 0,5-1 м 3 /мин в течение 1-3 мин и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м 3 /мин до полной их продавки линейного геля с проппантом в пласт, после чего производят выдержку в течение времени, необходимого для спада давления закачки на 70-80%, распакеровывают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины.

РИСУНКИ