СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА В СКВАЖИНЕ Российский патент 2013 года по МПК E21B43/26 

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 м³; второй - в объеме 10-12 м³ и с крепителем трещин разрыва; третьей - в объеме 2-3 м³, после чего осуществляют продавку порций гелеобразной жидкости в пласт с расходом 0,5-1 м³/мин.

Недостатками данного способа являются:

- во-первых, небольшой радиус дренирования скважин так, как в первой порции закачивается всего 3-8 м³ 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 м³, 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, м³;

k=11-12 - коэффициент перевода, м³/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 м³/мин, причем проппант вводят в сшитый гель ступенчато с увеличением концентраций от 200 кг/м³ до 1000 кг/м³, далее, не останавливая процесс ГРП, в скважину по колонне труб, увеличив расход до 2,5-3 м³/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/м³ до 1000 кг/м³, 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 м³/мин в течение 1-3 минут и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м³/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: ρ=1180 кг/м³, и определяют общий объем гелированной жидкости разрыва по следующей формуле:

V_г=k·H_п,

где V_г - суммарный объем жидкости разрыва, м³;

k=11-12 - коэффициент перевода, м³/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(м³/м)·5(м)=60 м³.

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 м³·2/3=40 м³, а объем линейного геля: V_лг=1/3 V_г=60 м·1/3=20 м³.

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 м³/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 м³/мин до 1,6 м³/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 м³.

Далее оставшийся объем сшитого геля V_сг2=V_сг-V_сг1=40-25=15 м³ закачивают за 3-5 циклов равными порциями, например на 5 циклов: V_сг2i=15 м³/5=3 м³, т.е. каждая порция по 3 м³ каждая и ступенчато с каждым циклом добавляют крепитель трещин - проппант фракции 12-18 меш., увеличивая плотность проппанта в сшитом геле, начиная от 200 кг/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³, 400 кг/м³, 600 кг/м³, 800 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку сшитого геля с проппантом производят с расходом 1,5-2 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

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 м³.

Линейный гель с проппантом 10 закачивают за 3-5 циклов равными порциями, например на 5 циклов: V_лгi=20 м³/5=4 м³, т.е. каждая порция по 4 м³ каждая и ступенчато с каждым циклом добавляют крепитель трещин - проппант фракции 20-40 меш., увеличивая плотность проппанта в линейном геле, начиная от 200 кг/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³,400 кг/м³, 600 кг/м³, 800 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку линейного геля с проппантом производят с расходом 2,5-3 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м³ производят его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: ρ=1180 кг/м³.

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 м³/мин в течение 1-3 минут и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м³/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 м³/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 (м³/м)·4(м)=48 м³.

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 м³·2/3=32 м³, а объем линейного геля: V_лг=1/3 V_г=48 м³·1/3=16 м³. Приготовили гелированную жидкость разрыва - сшитый гель в объеме 32 м³.

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 м³/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 м³/мин до 1,65 м³/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 м³.

Далее оставшийся объем сшитого геля V_сг2=V_сг-V_сг1=32-20=12 м³ закачали за 3 цикла равными порциями: V_сг2i=12 м³/3=4 м³, т.е. каждая порция по 4 м³ 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/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³, 600 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку сшитого геля с проппантом производили с расходом 1,5 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

Приготовили гелированную жидкость разрыва - линейный гель в объеме 16 м³.

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 м³/3=5,33 м³, 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/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³, 600 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку линейного геля с проппантом производили с расходом 2,5 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м³ произвели его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: ρ=1180 кг/м³ в объеме 7 м³.

В процессе продавки последней порции линейного геля с проппантом снизили расход технологической жидкости до 0,5 м³/мин в течение 1 минуты и вновь возобновили закачку с расходом 2,5 м³/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(м³/м)·6 (м)=72 м³.

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 м³·2/3=48 м³, а объем линейного геля: V_лг=1/3 V_г=72 м³·1/3=24 м³. Приготовили гелированную жидкость разрыва - сшитый гель в объеме 48 м³.

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 м³/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 м³/мин до 1,9 м³/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 м³.

Далее оставшийся объем сшитого геля V_сг2=V_сг-V_сг1=48-32=16 м³ закачали за 4 цикла равными порциями: V_сг2i=16 м³/4=4 м³, т.е. каждая порция по 4 м³ 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/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³, 500 кг/м³, 800 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку сшитого геля с проппантом производили с расходом 1,7 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

Приготовили гелированную жидкость разрыва - линейный гель в объеме 24 м³.

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 м³/4=6 м³, т.е. каждая порция по 6 м³ каждая и ступенчато с каждым циклом добавляли крепитель трещин - проппант фракции 20-40 меш., увеличивая плотность проппанта в линейном геле, начиная от 200 кг/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³, 500 кг/м³, 800 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку линейного геля с проппантом производили с расходом 2,7 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м³ произвели его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: ρ=1180 кг/м³ в объеме 7,5 м³.

В процессе продавки последней порции линейного геля с проппантом снизили расход технологической жидкости до 0,7 м³/мин в течение 2 минут и вновь возобновили закачку с расходом 2,7 м³/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 (м³/м)·7(м)=84 м³.

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 м³·2/3=56 м³, а объем линейного геля: V_лг=1/3 V_г=84 м³·1/3=28 м³. Приготовили гелированную жидкость разрыва - сшитый гель в объеме 56 м³.

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 м³/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 м³/мин до 2,2 м³/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 м³.

Далее оставшийся объем сшитого геля V_сг2=V_сг-V_сг1=56-31=25 м³ закачали за 5 циклов равными порциями: V_сг2i=25 м³/5=5 м³, т.е. каждая порция по 5 м³ 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/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³, 400 кг/м³, 600 кг/м³, 800 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку сшитого геля с проппантом производили с расходом 2,0 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

Приготовили гелированную жидкость разрыва - линейный гель в объеме 28 м³.

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 м³/5=5,6 м³, т.е. каждая порция по 5,6 м³ каждая, и ступенчато с каждым циклом добавляли крепитель трещин - проппант фракции 20-40 меш., увеличивая плотность проппантата в линейном геле, начиная от 200 кг/м³ и заканчивая 1000 кг/м³, т.е. (200 кг/м³, 400 кг/м³, 600 кг/м³, 800 кг/м³, 1000 кг/м³), причем закачку линейного геля с проппантом производили с расходом 3,0 м³/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/м³, увеличиваясь по мере приближения к стволу скважины, и в зоне трещины у ствола скважины плотность проппанта составляет 1000 кг/м³.

После закачки последней стадии линейного геля с проппантом 10 концентрации 1000 кг/м³ произвели его продавку в пласт (на фиг.1 и 2 не показано) технологической жидкостью плотностью: ρ=1180 кг/м³ в объеме 8,0 м³.

В процессе продавки последней порции линейного геля с проппантом снизили расход технологической жидкости до 1,0 м³/мин в течение 3 минут и вновь возобновили закачку с расходом 3,0 м³/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.

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 м³/мин. Проппант вводят в сшитый гель ступенчато с увеличением концентраций от 200 кг/м³ до 1000 кг/м³. Далее, не останавливая процесс ГРП, в скважину по колонне труб, увеличив расход до 2,5-3 м³/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/м³ до 1000 кг/м³. 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 м³/мин в течение 1-3 минут и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м³/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.

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, м³;
K - коэффициент перевода (K=11-12), м³/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 м³/мин, причем проппант вводят в сшитый гель ступенчато с увеличением концентраций от 200 кг/м³ до 1000 кг/м³, далее, не останавливая процесс ГРП, в скважину по колонне труб, увеличив расход до 2,5-3 м³/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/м³ до 1000 кг/м³, 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 м³/мин в течение 1-3 мин и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м³/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.