Способ стимуляции нефтяных и газовых пластов Российский патент 2021 года по МПК E21B43/267 C09K8/62 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для повышения коэффициента извлечения нефти и газа в низкопроницаемых пластах, а также вовлечения в разработку трудноизвлекаемых, нетрадиционных и нерентабельных запасов углеводородов.

Известен способ интенсификации работы скважины (Патент RU №2494243 C1, E21B 43/267, 27.09.2013) включающий проведение перфорации сверлящим или фрезерным методом, проведение гидроразрыва через образованные перфорационные отверстия и освоение скважины, отличающийся тем, что плотность перфорации назначают не более 10 отверстий на погонный метр интервала перфорации, гидроразрыв проводят в пласте, отделенном непроницаемой перемычкой толщиной не менее 7 м, гидроразрыв пласта проводят в щадящем режиме с малым расходом жидкости разрыва не более 2,0 м3/мин, с расходом жидкости при замене объема скважины на сшитый гель не более 1,0 м3/мин, пониженной концентрации проппанта не более 1100 кг/м и давлении на устье скважины не более 22 МПа.

Также является технологией интенсификации, однако технология отличается от предлагаемой - формируется не система трещин, а единая генеральная трещина, в свою очередь зона дренирования единой генеральной трещины в разы меньше. Кроме того, технология не подразумевает использование различных жидкостей и высокие расходы, что снижает проводимость искусственных трещин и эффективность стимуляции.

Известен способ интенсификации работы скважины, вскрывшей многопластовую залежь (Патент RU №2524079 C1, E21B 43/267, 27.07.2014), включающий тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва с закачкой «подушки» жидкости разрыва, отличающийся тем, что для проведения гидроразрыва выбирают многопластовую залежь с продуктивными пластами, разделенными непроницаемой перемычкой толщиной не менее 10 м, по скорректированному проекту разрыва давление разрыва поддерживают достаточным для раскрытия трещин разрыва одновременно в двух пластах, проводят основной процесс гидроразрыва пластов с закачкой «подушки» жидкости разрыва в объеме не менее 8 м³, расход жидкости разрыва поддерживают достаточным для поддержания трещин в открытом состоянии одновременно в двух пластах и исключения закрытия одной из них, массу закачиваемого проппанта определяют с учетом закрепления трещин в двух пластах.

Способ является по своей сути также методом гидравлического разрыва пласта (ГРП), однако ничего не сказано про применяемые жидкости, механизм транспортировки расклинивающего агента и расходы жидкости. По сути своей предлагаемый вариант является частным случаем патентуемой технологии и первого метода. Отличие от предыдущего метода лишь в том, что трещина приобщает несколько пластов по вертикали. Недоставки аналогичные, кроме того, при работе с несколькими залежами возможны неплановые прорывы в соседние объекты либо, наоборот, невозможность приобщить целевую залежь по причине перераспределения потоков внутри нескольких залежей.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины (Патент RU №2541693, 20.02.2015 г.), включающий бурение горизонтальной скважины, спуск в вертикальную часть скважины обсадной колонны и ее цементирование, спуск колонны труб с пакером в скважину, посадку пакера, формирование трещин гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины закачкой по колонне труб жидкости разрыва, крепление трещин закачкой жидкости - носителя с проппантом, отличающийся тем, что горизонтальный ствол скважины бурят в пласте перпендикулярно направлению минимального главного напряжения, спускают колонну труб с пакером в скважину и сажают пакер в вертикальной части скважины, производят гидравлический разрыв пласта в открытом горизонтальном стволе скважины закачкой жидкости разрыва по колонне труб с расходом 2-3 м³/мин с образованием продольной трещины в пласте относительно открытой горизонтальной части скважины, причем в качестве жидкости разрыва используют сшитый гель, после чего производят крепление продольной трещины закачкой по колонне труб проппанта крупной фракции с жидкостью - носителем - сшитым гелем, затем производят гидравлический разрыв пласта закачкой жидкости разрыва по колонне труб через горизонтальный ствол скважины и продольную трещину гидроразрыва с расходом 7-9 м³/мин, причем в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, после чего производят крепление разветвленных трещин гидравлического разрыва пласта закачкой проппанта мелкой фракции с жидкостью - носителем - линейным гелем.

Технический результат заключается в увеличении зоны дренирования скважины посредством создания ветвящейся системы искусственных проводящих каналов внутри пласта с применением гибридных жидкостей с высокими расходами.

Технический результат достигается предлагаемым способом гидравлического разрыва пласта, включающем закачку линейного геля, сшитого геля и расклинивающего агента, причем при давлении выше давления гидроразрыва пласта сначала закачивают жидкость с понизителем трения с низкой вязкостью менее 10 сП, затем смесь указанной жидкости с расклинивающим агентом, чередуют закачку указанных жидкостей и смеси. Причем смесь закачивают порциями. Далее закачивают линейный гель вязкостью 10-30 сП, затем закачивают смесь указанного линейного геля и расклинивающего агента, чередуют закачку указанных линейного гели и смеси. Причем смесь закачивают порциями. Далее закачивают сшитый гель вязкостью более 100 сП, затем закачивают порциями смесь указанного сшитого геля и расклинивающего агента. Затем осуществляют продувку сначала указанным гелем, потом указанным линейным гелем. Причем каждая закачка происходит с расходом более 10,5 м³/мин и общий объем закачанных жидкостей и смесей не превышает 2000 м³.

Система каналов создается путем закачки с поверхности смеси, в состав которой входят жидкости разной вязкости в различных комбинациях и расклинивающий агент, например, песок, проппант и пр., при давлении выше давления гидравлического разрыва пласта, при этом расход подаваемой смеси составляет не менее 6 м³/мин.

Высокий темп подачи смеси, а также чередования типов жидкости с разными свойствами приводят к образованию в пласте ветвящейся системы трещин/каналов, которая поддерживается в открытом виде с помощью расклинивающего агента, позволяя значительно увеличить зону притока углеводородов к стволу скважин.

Предлагаемый способ по сути является высоко скоростным ГРП и осуществляется следующим образом: в зону дренирования закачивают жидкость с низкой вязкостью не более 10 сП в сочетании с расклинивающим агентом, после чего закачивают линейный гель вязкостью 10-30 сП в сочетании с расклинивающим агентом, а потом сшитый гель вязкостью более 100 сП в сочетании с расклинивающим агентом.

Каждый этап закачки жидкости/ей с разной вязкостью происходит с расходом более 6м³/мин и не превышает 2000м³ смеси на одну стадию.

Транспортировка расклинивающего агента осуществляется за счет высокого темпа закачки (турбулентный поток). Жидкость с низкой вязкостью, не более 10 сП, позволяет создать разветвленную систему трещин. Подача расклинивающего агента порциями дает возможность закрепить созданную систему трещин и перенаправить потоки жидкости разрыва для создания более разветвленной системы. Закачка линейного геля вязкостью 10-30 сП позволяет получить дополнительный канал связи между искусственным коллектором и скважиной. Использование сшитого геля вязкостью более 100 сП с максимальной концентрацией расклинивающего агента позволяет упаковать призабойую зону пласта и создать зону высокой проводимости вблизи ствола.

Наибольшее количество расклинивающего агента приходится на этап закачки сшитого геля.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено математическое моделирование стандартного подхода ГРП (генеральная трещина); на фиг. 2 приведено математическое моделирование с применением гибридных жидкостей с разной вязкостью. В таблице 1 представлен пример выполнения предлагаемого способа.

Отличие способа, от широко применяемых подходов по интенсификации добычи скважин таких как стандартный/классический ГРП:

- одновременное использование нескольких жидкостей с разными реологическими и фильтрационными свойствами;

- расклинивающий агент подается в любых пропорциях, концентрациях и последовательностях;

- перенос расклинивающего агента достигается за счет высокой вязкости жидкостных систем, в данном типе закачки основным механизмом переноса расклинивающего агента является скорость подачи смеси и создаваемый турбулентный поток;

- высоко скоростная закачка подразумевает подачу смеси с расходами не менее 6 м³/мин. в отличие от классических ГРП 2-4 м³/мин;

- остаточная проводимость системы искусственных каналов/трещин выше по сравнению с классическими ГРП по причине того, что жидкости не требуют большого количества дополнительной химии и специальных реагентов;

- объемы закачки при такой обработке скважины в разы превышают объемы при стандартных ГРП.

Высокая скорость закачки достигается привлечением скоростного оборудования, например, с помощью блендера/смесителя, гидратационной установки и т.д., и требует увеличенной гидравлической мощности. В общем случае увеличенный парк насосов высокого давления.

Так как для жидкостей не требуется высокая вязкость и стабильность свойств в процессе проведения работы, требования к воде не являются критичным фактором, таким образом, технология абсолютно не чувствительная к качеству воды, т.е. применяется вода системы поддержания пластового давления, водозаборных скважин, поверхностных источников и т.д.

Заявляемое изобретение обеспечивает увеличение зоны дренирования скважины посредством создания ветвящейся системы искусственных проводящих каналов внутри пласта с применением гибридных жидкостей с высокими расходами.

Таблица 1

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для повышения коэффициента извлечения нефти и газа в низкопроницаемых пластах, а также вовлечения в разработку трудноизвлекаемых, нетрадиционных и нерентабельных запасов углеводородов. Технический результат - увеличение зоны дренирования скважины посредством создания ветвящейся системы искусственных проводящих каналов внутри пласта. В способе гидравлического разрыва пласта при давлении выше давления гидроразрыва пласта сначала закачивают жидкость с понизителем трения с низкой вязкостью менее 10 сП, затем смесь указанной жидкости с расклинивающим агентом. Чередуют закачку указанной жидкости и смеси, причем смесь закачивают порциями. Далее закачивают линейный гель вязкостью 10-30 сП, затем закачивают смесь указанного линейного геля и расклинивающего агента. Чередуют закачку указанных линейного геля и смеси, причем смесь закачивают порциями. Далее закачивают сшитый гель вязкостью более 100 сП. Затем закачивают порциями смесь указанного сшитого геля и расклинивающего агента. Затем осуществляют продавку сначала указанным сшитым гелем, потом указанным линейным гелем. Каждая закачка происходит с расходом более 10,5 м³/мин. Общий объем закачанных жидкостей и смесей не превышает 2000 м³. 2 ил., 1 табл.

Способ гидравлического разрыва пласта, включающий закачку линейного геля, сшитого геля и расклинивающего агента, отличающийся тем, что при давлении выше давления гидроразрыва пласта сначала закачивают жидкость с понизителем трения с низкой вязкостью менее 10 сП, затем смесь указанной жидкости с расклинивающим агентом, чередуют закачку указанной жидкости и смеси, причем смесь закачивают порциями, далее закачивают линейный гель вязкостью 10-30 сП, затем закачивают смесь указанного линейного геля и расклинивающего агента, чередуют закачку указанных линейного геля и смеси, причем смесь закачивают порциями, далее закачивают сшитый гель вязкостью более 100 сП, затем закачивают порциями смесь указанного сшитого геля и расклинивающего агента, затем осуществляют продавку сначала указанным сшитым гелем, потом указанным линейным гелем, причем каждая закачка происходит с расходом более 10,5 м³/мин и общий объем закачанных жидкостей и смесей не превышает 2000 м³.