Способ гидравлического разрыва пласта Российский патент 2023 года по МПК E21B43/26 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способу гидравлического разрыва пласта в сочетании с изоляцией водопритоков в добывающих скважинах с применением гелеобразующих жидкостей на углеводородной и водной основах, а также может использоваться для ограничения водопритоков в нефтяные и газовые скважины.

Известен способ гидравлического разрыва пласта с добывающей и нагнетательной скважинами, включающий спуск колонны труб с пакером в ствол продуктивной скважины, перекрытие межтрубного пространства над кровлей продуктивного пласта, подачу по колонне труб жидкости гидроразрыва, с созданием избыточного давления и образованием трещины, путем закачки жидкости гидроразрыва с вводом в нее расклинивающих частиц, выдержку во времени (см. патент РФ № 2516626, МПК Е21В 43/267, опубл. 20.05.2014, бюл. № 14).

Недостатками известного способа являются недостаточная эффективность гидравлического разрыва вследствие возможности прорыва воды в продуктивный пласт с последующим обводнением скважины. Это связано, в первую очередь, с отсутствием проведения анализа результатов гидроразрыва пласта в смежных скважинах в части определения давления раскрытия трещин, интервала воздействия, а также зависимости между литологический типом (литотип) горной породы и концентрации модификатора для данного литотипа.

Известен способ гидравлического разрыва пласта, включающий спуск колонны труб с пакером в ствол продуктивной скважины, перекрытие межтрубного пространства над кровлей продуктивного пласта, закачку изолирующего состава, последующую закачку линейного геля, прокачку сшитого геля в пласт давлением, выше давления гидравлического разрыва пласта, и с контролем расхода компонентов жидкостей, проведение мини гидравлического разрыва пласта с использованием жидкости проппантоносителя, продавку жидкости проппантоносителя, далее осуществление основного гидравлического разрыва пласта (см. патент РФ № 2566345, МПК Е21В 43/267, опубл. 27.10.2015, бюл. № 30), который принят за прототип.

Недостатками известного способа являются низкая эффективность гидравлического разрыва вследствие возможности прорыва воды в продуктивный пласт с последующим обводнением скважины или недостаточным раскрытием трещин в связи с неполным соответствием технологии гидравлического разрыва параметрам пласта. Рациональные параметры режима гидравлического разрыва можно определить путем проведения анализа результатов гидроразрыва пласта в смежных скважинах в части определения давления раскрытия трещин, интервала воздействия, а также зависимости между литотипом горной породы и концентрации модификатора для данного литотипа.

Технический результат изобретения заключается в создании способа гидравлического разрыва пласта, который позволяет проводить гидравлический разрыв пласта как в обводненных скважинах, так и в пластах, где после проведения процесса гидравлического разрыва пласта возможен прорыв воды и увеличение обводненности.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в способе гидравлического разрыва пласта, включающем спуск колонны труб с пакером в ствол продуктивной скважины, перекрытие межтрубного пространства над кровлей продуктивного пласта, закачку изолирующего состава, последующую закачку линейного геля, прокачку сшитого геля в пласт давлением, выше давления гидравлического разрыва пласта, и с контролем расхода компонентов жидкостей, проведение мини гидравлического разрыва пласта с использованием жидкости проппантоносителя, продавку жидкости проппантоносителя, далее осуществление основного гидравлического разрыва пласта, согласно техническому решению, перед проведением гидравлического разрыва пласта, проводят анализ результатов гидравлического разрыва пласта по смежным скважинам в части определения давления раскрытия трещин, интервала воздействия, зависимости между литологическим типом горной породы и концентрацией модификатора для данного типа горной породы, определяют литологический тип горной породы в зоне проведения гидравлического разрыва пласта, проводят перфорацию выбранного интервала воздействия, и далее проводят закачку модификатора фазовой проницаемости на водной основе при давлении ниже давления раскрытия трещины, при этом концентрация модификатора фазовой проницаемости для горной породы алевролит пористостью не менее 8,9% и проницаемостью не менее 0,0029 мкм² составляет соответственно не менее 12 л/м³ и 1-3 м³ на 1 метр эффективной мощности пласта, для горной породы глинистый песчаник пористостью не более 20,7% и проницаемостью не более 0,436 мкм² - соответственно не менее 15 л/м³ и 3-5 м³ на 1 метр эффективной мощности пласта, для горной породы песчаника пористостью не более 26% и проницаемостью не более 1,249 мкм² - соответственно не менее 18 л/м³ и 5-7 м³ на 1 метр эффективной мощности пласта, далее проводят стадию замещения модификатора фазовой проницаемости на водной основе на линейный гель, далее проводят закачку линейного геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10 л/м³ с увеличением давления нагнетания до давления, при котором происходит раскрытие трещины, далее проводят мини гидравлический разрыв пласта с одновременной закачкой сшитого геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10 л/м³, а стадию основного гидравлического разрыва пласта проводят на сшитом геле с пропантом, с добавлением стабилизатора глин, жидкого энзимного деструктора.

При проведении основной стадии гидравлического разрыва пласта с загрузкой пропанта более 15 тонн и увеличенной концентрации энзимного деструктора проводят продавку гелевой смеси пропанта технической водой с добавлением модификатора фазовой проницаемости с концентрацией как до стадии замещения модификатора фазовой проницаемости на линейный гель.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Перед проведением гидравлического разрыва пласта проводят анализ результатов гидравлического разрыва пластов в смежных скважинах в части определения давления раскрытия трещин, интервала воздействия, зависимости между литологическим типом (литотип) горной породы и концентрацией модификатора для данного литотипа.

Выполняется перфорация скважины на выбранном интервале с учетом данных в смежных скважинах. Осуществляется спуск в скважину колонны труб, например, насосно-компрессорных труб, с пакером, с перекрытием межтрубного пространства над кровлей продуктивного пласта.

По результатам анализа данных в смежных скважинах уточняется литологический тип (литотип) горной породы в зоне перфорации и продуктивного пласта.

Проводят закачку модификатора фазовой проницаемости на водной основе при давлении ниже давления раскрытия трещины.

При этом концентрация модификатора фазовой проницаемости и объем закачиваемой смеси для разных литологических типов горной породы определяются в зависимости от пористости и проницаемости пород согласно таблице 1.

Таблица 1 – Зависимость концентрации модификатора фазовой проницаемости и объема смеси от свойств для разных типов горной породы

Литологический тип горной породы Пористость, Кп, % Проницаемость, мкм² Концентрация, не менее, л/м³ Расход на 1 м эффективной мощности, м³ Алевролит Больше или равно 8.9 Больше или равно 0.0029 12 1-3 Глинистый песчаник Меньше или равно 20.7 Меньше или равно 0,436 15 3-5 Песчаник Меньше или равно 26 Меньше или равно 1.249 18 5-7

Далее проводят стадию замещения модификатора фазовой проницаемости на водной основе на линейный гель, далее проводят закачку линейного геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10 л/м³ с увеличением давления нагнетания до давления, при котором происходит раскрытие трещины.

Далее проводят стадию мини гидравлического разрыва пласта с одновременной закачкой сшитого геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10л/м³. Завершается процесс проведением основного гидравлического разрыва пласта на сшитом геле, с добавлением стабилизатора глин, жидкого энзимного деструктора.

При проведении основной стадии гидравлического разрыва пласта с загрузкой пропанта более 15 тонн и увеличенной концентрации энзимного деструктора проводят продавку гелевой смеси пропанта технической водой с добавлением модификатора фазовой проницаемости с концентрацией как до стадии замещения модификатора фазовой проницаемости на линейный гель.

Пример определения объема смеси жидкости и модификатора фазовой проницаемости:

При величине эффективной мощности для песчаника, составляющей 5 метра, необходимый минимальный объем смеси равен 5 * 5 м³ и равен 25 м³ при концентрации 18 л/м³ объем модификатора составит 25*18 л и будет равен 450 литров.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способу гидравлического разрыва пласта в сочетании с изоляцией водопритоков в добывающих скважинах с применением гелеобразующих жидкостей на углеводородной и водной основах, а также может использоваться для ограничения водопритоков в нефтяные и газовые скважины. Способ гидравлического разрыва пласта включает спуск колонны труб с пакером в ствол продуктивной скважины, перекрытие межтрубного пространства над кровлей продуктивного пласта, закачку изолирующего состава, последующую закачку линейного геля, прокачку сшитого геля в пласт, проведение мини гидравлического разрыва пласта с использованием жидкости проппантоносителя, продавку жидкости проппантоносителя и дальнейшее осуществление основного гидравлического разрыва пласта. При этом прокачку сшитого геля в пласт производят под давлением выше давления гидравлического разрыва пласта и с контролем расхода компонентов жидкостей. Перед проведением гидравлического разрыва пласта проводят анализ результатов гидравлического разрыва пласта по смежным скважинам в части определения давления раскрытия трещин, интервала воздействия, зависимости между литологическим типом горной породы и концентрацией модификатора для данного типа горной породы. Далее определяют литологический тип горной породы в зоне проведения гидравлического разрыва пласта и проводят перфорацию выбранного интервала воздействия. После чего проводят закачку модификатора фазовой проницаемости на водной основе при давлении ниже давления раскрытия трещины. Далее проводят стадию замещения модификатора фазовой проницаемости на водной основе на линейный гель. После чего проводят закачку линейного геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10 л/м³ с увеличением давления нагнетания до давления, при котором происходит раскрытие трещины. Далее проводят мини гидравлический разрыв пласта с одновременной закачкой сшитого геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10 л/м³, а стадию основного гидравлического разрыва пласта проводят на сшитом геле с проппантом, с добавлением стабилизатора глин и жидкого энзимного деструктора. Обеспечивается создание способа гидравлического разрыва пласта, который позволяет проводить гидравлический разрыв пласта как в обводненных скважинах, так и в пластах, где после проведения процесса гидравлического разрыва пласта возможен прорыв воды и увеличение обводненности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ гидравлического разрыва пласта, включающий спуск колонны труб с пакером в ствол продуктивной скважины, перекрытие межтрубного пространства над кровлей продуктивного пласта, закачку изолирующего состава, последующую закачку линейного геля, прокачку сшитого геля в пласт под давлением, выше давления гидравлического разрыва пласта, и с контролем расхода компонентов жидкостей, проведение мини гидравлического разрыва пласта с использованием жидкости проппантоносителя, продавку жидкости проппантоносителя, далее осуществление основного гидравлического разрыва пласта, отличающийся тем, что перед проведением гидравлического разрыва пласта проводят анализ результатов гидравлического разрыва пласта по смежным скважинам в части определения давления раскрытия трещин, интервала воздействия, зависимости между литологическим типом горной породы и концентрацией модификатора для данного типа горной породы, определяют литологический тип горной породы в зоне проведения гидравлического разрыва пласта, проводят перфорацию выбранного интервала воздействия и далее проводят закачку модификатора фазовой проницаемости на водной основе при давлении ниже давления раскрытия трещины, при этом концентрация и расход модификатора фазовой проницаемости для горной породы алевролит пористостью не менее 8,9% и проницаемостью не менее 0,0029 мкм² составляют соответственно не менее 12 л/м³ и 1-3 м³ на 1 метр эффективной мощности пласта, для горной породы глинистый песчаник пористостью не более 20,7% и проницаемостью не более 0,436 мкм² - соответственно не менее 15 л/м³ и 3-5 м³ на 1 метр эффективной мощности пласта, для горной породы песчаника пористостью не более 26% и проницаемостью не более 1,249 мкм² - соответственно не менее 18 л/м³ и 5-7 м³ на 1 метр эффективной мощности пласта, далее проводят стадию замещения модификатора фазовой проницаемости на водной основе на линейный гель, далее проводят закачку линейного геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10 л/м³ с увеличением давления нагнетания до давления, при котором происходит раскрытие трещины, далее проводят мини гидравлический разрыв пласта с одновременной закачкой сшитого геля и модификатора фазовой проницаемости с концентрацией не менее 10 л/м³, а стадию основного гидравлического разрыва пласта проводят на сшитом геле с проппантом, с добавлением стабилизатора глин и жидкого энзимного деструктора.

2. Способ гидравлического разрыва пласта по п. 1, отличающийся тем, что при проведении основной стадии гидравлического разрыва пласта с загрузкой проппанта более 15 тонн, проводят продавку гелевой смеси проппанта технической водой с добавлением модификатора фазовой проницаемости с концентрацией как до стадии замещения модификатора фазовой проницаемости на линейный гель.