Способ осуществления импульсного гидроразрыва

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Способ включает закачивание в полость скважины жидкости, формирование перепадов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, образующейся при периодическом повышении давления с применением вентиля, который соединяет скважину с источником жидкости, находящейся под давлением. При проведении гидроразрыва предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта. Устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем вентиль открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта. Затем закрывают вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного. К линии, соединяющей вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением, подключают гидропневмоаккумулятор. Дополнительно оценивают величину давления и расход закачиваемой жидкости, рассчитывают длительности процессов хрупкого и пластичного разрушения породы пласта и закрывают вентиль после начала действия процесса пластичного разрушения. Технический результат заключается в развитии равномерной сети трещин в прискважинной зоне пласта.

 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями.

Известен способ заканчивания скважины и устройство для его осуществления (патент №2271441, опубл. 2006.03.10), включающий спуск селективного кумулятивного перфоратора, содержащего секции с отдельным кумулятивным зарядом в каждой секции, создание подруба в горной породе с образованием в пласте веера каналов в плоскости, перпендикулярной оси скважины путем посекционного совмещения кумулятивных зарядов с плоскостью подруба и последовательного их выстреливания. Производят импульсный гидроразрыв пласта.

Однако для осуществления импульсного гидроразрыва необходимо применение кумулятивного перфоратора и проведение дополнительной перфорации.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (патент №2266404, опубл. 2005.12.20), включающий создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье с применением вентилей, один из которых соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй - с источником жидкости, находящейся под давлением.

Однако призабойная зона плохо промывается скважинной жидкостью, поскольку гидроудар имеет короткое время воздействия, в течение которого трещины пласта в течение ударного воздействия не успевают полностью раскрываться и смыкаться.

Способ обработки призабойной зоны скважины (патент №2344281, опубл. 2007.05.14), включающий формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны при этом предварительно соединяют устье скважины с ресивером, наполненным газом, вентиль слива жидкости открывают при движении скважинной жидкости от забоя к устью с периодичностью, обеспечивающей раскачку ее массы в режиме резонанса.

Однако ресивер, наполненный газом, используют для осуществления возвратно-поступательного движения столба скважинной жидкости. Ресивер не рассчитан для накопления энергии и формирования ударной волны.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (патент №2392425, опубл. 2010.06.20), при осуществлении которого предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем вентиль долива жидкости открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, затем закрывают вентиль долива жидкости и открывают вентиль слива жидкости для снижения давления в скважине до величины исходного.

Однако поскольку в качестве источника давления чаще всего используется насосный агрегат, при открывании вентиля долива давление в скважине после кратковременного импульса высокого давления резко падает. Волна движения скважинной жидкости при достижении забоя не успевает раскрывать и деформировать трещины пласта в импульсном режиме.

Известен способ гидроразрыва малопроницаемого подземного пласта (патент №2402679, опубл. 2010.04.20), который включает закачку гидроразрывной жидкости, содержащей частицы проппанта, через скважину в трещину, созданную в подземном пласте, в процессе закачки обеспечивают турбулентный режим течения жидкости в трещине посредством закачивания гидроразрывной жидкости с вязкостью менее 0,01 Па⋅с со скоростью закачки не менее 8 м3/мин.

Однако для создания высокой скорости закачки требуется большое количество насосных агрегатов общей мощностью не менее 22000 л.с. Кроме того, при высокорасходной закачке жидкости большие трещины, имея низкое гидравлическое сопротивление, заполняются быстрее малых трещин, следовательно, увеличиваются в объеме и еще больше снижают гидравлическое сопротивление. Малые трещины смыкаются и не развиваются.

Известен способ осуществления импульсного гидроразрыва (патент №2586693, опубл. 2016.06.10), взятый за прототип, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование перепадов давления, образующихся при периодическом повышении давления с применением вентилей, которые соединяют скважину с источником жидкости, находящейся под давлением и сливной емкостью, предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем открывают вентиль на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта и закрывают вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного, к линии, соединяющей вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением, подключают гидропневмоаккумулятор.

Однако не контролируется процесс образования и развития малых трещин. При закачке жидкости большие трещины, имея низкое гидравлическое сопротивление, заполняются быстрее малых трещин, следовательно, увеличиваются в объеме и еще больше снижают гидравлическое сопротивление. В результате малые трещины смыкаются. Развиваются только магистральные трещины, равномерная сеть трещин не образуется.

Задачей изобретения является развитие в прискважинной зоне пласта равномерной сети трещин.

Задача решается тем, что, применяя способ осуществления импульсного гидроразрыва, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование перепадов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, образующейся при периодическом повышении давления с применением вентиля, который соединяет скважину с источником жидкости, находящейся под давлением, при проведении гидроразрыва предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем вентиль открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, затем закрывают вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного, к линии, соединяющей вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением, подключают гидропневмоаккумулятор, дополнительно оценивают величину давления и расход закачиваемой жидкости, рассчитывают длительности процессов хрупкого и пластичного разрушения породы пласта и закрывают вентиль после начала действия процесса пластичного разрушения.

Такой способ позволяет подавать в прискважинную зону пласта импульсы заданной скорости нарастания и длительности, которые позволяют создавать начальные трещины в режиме хрупкого разрушения, развивать их в режиме пластичного разрушения. Длительность импульса ограничивают во избежание смыкания малых трещин.

Гидропневмоаккумулятор представляет собой металлический цилиндрический корпус, наполненный газом (обычно азотом, помещенным в эластичный баллон). При закачивании в гидропневмоаккумулятор жидкости газ сжимается, за счет чего гидропневмоаккумулятор может служить накопителем энергии.

Способ реализуют следующим образом. На устье скважины устанавливают вентиль, соединяющий скважину с источником жидкости, находящейся под давлением, например, с насосным агрегатом. Жидкость закачивают в скважину до уровня исходного давления, при котором трещины пласта сомкнуты.

Гидропневмоаккумулятор подключают к линии, соединяющей источник жидкости, находящейся под давлением и вентиль. Поскольку гидропневмоаккумулятор подключен к источнику жидкости, находящейся под давлением, в него закачивается жидкость и сжимается находящийся внутри газ.

В момент открывания вентиля жидкость под давлением начинает перетекать в скважину. На устье образуется область высокого давления, которая перемещается к призабойной зоне и приводит в движение скважинную жидкость. Под воздействием давления, прикладываемого на устье, скорость движения массы скважинной жидкости увеличивается. При достижении зумпфа скважины волна движения жидкости повышает давление в прискважинной зоне пласта. Гидропневмоаккумулятор способствует поддержанию заданного давления в течение времени, необходимого для разрушения породы пласта.

Быстрое повышение давления приводит к деформации породы, и концентрации напряжений на ее поверхности достигают критических значений, происходит хрупкое разрушение с образованием микротрещин. По мере закачки жидкости в прискважинную зону пласта снижаются напряжения на поверхности породы. Хрупкое разрушение переходит в пластичное, на породу действуют растягивающие усилия, происходит разрыв со слиянием пор.

В процессе закачки поток жидкости заполняет более широкие трещины, имеющие меньшее гидравлическое сопротивление, и расширяет их. Расширение трещин еще больше уменьшает их гидравлическое сопротивление. Малые трещины вследствие небольшого сечения заполняются с меньшей скоростью. В результате расширяется сравнительно небольшое количество больших трещин, малые трещины за счет расширения больших трещин и малой сжимаемости породы смыкаются и не развиваются.

Вентиль закрывают для прекращения закачки жидкости в период времени, когда начинают заполняться большие трещины и смыкаться малые. После закрытия вентиля давление в прискважинной зоне пласта снижается, по мере достижения исходного давления трещины пласта смыкаются. Операцию повышения давления в прискважинной зоне повторяют необходимое количество раз. Трещины, образующиеся при хрупком разрушении, развиваются за счет регулярной деформации и усталостного разрушения.

Регулярное встречно-параллельное перемещение массы жидкости в прискважинной зоне способствует ее промывке, отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов и трещин, а также расшатыванию и выкрашиванию низкопроницаемых фрагментов скелета пласта.

Технология импульсного гидроразрыва позволяет создавать в скважине сеть расходящихся от ствола трещин. Основной результат - рост эффективного радиуса скважины, вовлечение в разработку всей толщи пласта, приобщение максимального числа продуктивных прослоев и удаленных участков. При импульсном гидроразрыве мал расход жидкости. Изменяющееся давление гидроразрыва способствует равномерному «рыхлению» прискважинной зоны пласта.

Скважинная жидкость может содержать химические реагенты для более производительной обработки. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, виброимпульсной, акустической и т.д.

Способ осуществления импульсного гидроразрыва, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование перепадов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, образующейся при периодическом повышении давления с применением вентиля, который соединяет скважину с источником жидкости, находящейся под давлением, при проведении гидроразрыва предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта, устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем вентиль открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта, затем закрывают вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного, к линии, соединяющей вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением, подключают гидропневмоаккумулятор, отличающийся тем, что дополнительно оценивают величину давления и расход закачиваемой жидкости, рассчитывают длительности процессов хрупкого и пластичного разрушения породы пласта и закрывают вентиль после начала действия процесса пластичного разрушения.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к жидкостям для гидроразрыва подземного пласта, используемого при добыче углеводородов из подземной формации. Жидкость для гидроразрыва, содержащая в водной среде ассоциативный полимер и лабильное поверхностно-активное средство - ЛПАВ в количестве, достаточном для снижения или подавления эффекта повышения вязкости, вызванного указанным ассоциативным полимером.

Предложены варианты способа обработки подземной формации. Способ по одному варианту включает в себя: введение разбавленного потока, содержащего не образующее перемычку количество несущих волокон в текучей среде-носителе низкой вязкости, в линию потока высокого давления; добавление расклинивающего наполнителя в разбавленный поток для образования наполненного расклинивающим наполнителем потока; нагнетание наполненного расклинивающим наполнителем потока из линии потока высокого давления в первый разрыв; введение потока с высоким наполнением, содержащего отклоняющий агент, в линию потока высокого давления для объединения с разбавленным потоком для формирования отклоняющей суспензии; подачу отклоняющей суспензии из линии потока высокого давления в первый разрыв для отклонения потока текучей среды во второй разрыв; и нагнетание наполненного расклинивающим наполнителем потока из линии потока высокого давления во второй разрыв.

Предложен подвижный перекладчик для нефтепромыслового материала, содержащий шасси, имеющее дышло и поддерживающее основание, причём поддерживающее основание содержит первую часть и вторую часть, при этом шасси дополнительно содержит систему подвески задней оси, соединенную по меньшей мере с двумя колесами, для поддерживания с возможностью перемещения указанного шасси.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для разработки многопластовых залежей нефти, представленных неоднородными по проницаемости коллекторами.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности и может быть использована для интенсификации добычи нефти низкопроницаемых пород. Способ включает приготовление рабочих агентов, инжектирование их по продуктопроводу в продуктивный нефтекерогеносодержащий пласт.

Настоящее изобретение относится к способу обработки подземного пласта для модификации поверхности. Способ обработки кремнистого или содержащего оксид металла подземного пласта, через который проходит скважина, включает закачивание в скважину агента для модификации поверхности, содержащего производное органической фосфорсодержащей кислоты в качестве якорного фрагмента и фторсодержащий остаток в качестве гидрофобного хвоста, где гидрофобный хвост напрямую присоединен к якорному фрагменту, когда агент для модификации поверхности закачан в скважину, связывание агента для модификации поверхности с поверхностью подземного пласта за счет присоединения к пласту якорного фрагмента, и расположение агента для модификации поверхности на кремнистом или содержащем оксид металла подземном пласте таким образом, чтобы гидрофобный хвост был удален от поверхности пласта.

Гидроразрыв пласта проводят в необсаженном стволе скважины без изоляции кольцевого пространства. Кольцевое пространство перекрывается телескопическими элементами, размещенными за изолирующими клапанами.

Настоящее изобретение относится к композитному материалу для обработки скважин и его применению при обработке скважин. Композитный материал для обработки скважины для повышения добычи углеводородов, включающий агент для модификации поверхности, нанесенный по крайней мере частично на твердую частицу в виде покрытия, и где агент для модификации поверхности содержит содержащий металл якорный фрагмент и гидрофобный хвост, где гидрофобный хвост представляет собой кремнийорганическое соединение, фторированный углеводород или оба компонента - кремнийорганическое соединение и фторированный углеводород, и, кроме того, где содержащий металл якорный фрагмент в составе агента для модификации поверхности присоединен к твердой частице.

Предложен скважинный инструмент, снабженный: первым элементом скважинного инструмента, содержащим химически активный металл; вторым элементом скважинного инструмента, содержащим разлагаемую смоляную композицию, которая стимулирует разложение химически активного металла, причем предпочтительно разлагаемая смоляная композиция содержит разлагаемую смолу, при разложении которой образуется кислота, или разлагаемая смоляная композиция содержит разлагаемую смолу и неорганическое вещество или органическое вещество, которое стимулирует разложение химически активного металла; а также при необходимости элементом из разлагаемого каучука.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для формирования в породных массивах систем взаимосвязанных сплошных трещин нужных размеров и форм, обеспечивающих создание в породном массиве непротекающих емкостей, повышающих эффективность скважинно-щелевых технологий добычи полезных ископаемых, например выщелачивания меди или урана.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны скважины. Гидравлический вибратор содержит корпус с неподвижно установленным стволом с донным отверстием и золотник, посаженный шариковыми опорами на ствол.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для кислотной обработки призабойной зоны скважины. Устройство для обработки призабойной зоны скважины включает устройство для импульсной закачки жидкости, разрушаемый клапан с резиновым листом, пакер и патрубок с отверстиями и со втулкой, зафиксированной в этом патрубке срезным винтом.

Группа изобретений относится к способу и устройству генерирования ударных волн в стволе скважины. Способ создания ударных волн в стволе скважины, заполненной или частично заполненной жидкостью, для стимулирования продуктивных горизонтов нефтегазоносных пластов, включающий позиционирование устройства, соединенного с нижней частью колонны напорно-компрессорных труб, направленной вниз в ствол скважины, обеспечение длины хода вверх Lstr насосного блока указанного устройства, определяемой по следующей формуле: где H1 - длина нижнего цилиндра, L2 - расстояние между верхней частью нижнего плунжера и нижней частью верхнего плунжера, D1 - диаметр нижнего плунжера, D2 - диаметр верхнего плунжера, Asw - требуемая амплитуда генерируемой ударной волны, Е - модуль упругости материала насосно-компрессорной штанги, dr - диаметр насосно-компрессорных штанг.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам генерации фильтрационных волн давления для виброволновой обработки углеводородсодержащего пласта, и может быть использована для интенсификации добычи нефти, газа из продуктивных пластов.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и предназначено, в частности, для обработки нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является повышение эффективности и расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для интенсификации отбора нефти или закачки воды. Гидравлический вибратор содержит корпус с неподвижно установленным стволом с донным отверстием и золотник, посаженный шариковыми опорами на ствол.
Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твёрдых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.

Гидропульсационное устройство для скважинного бурения содержит корпус, ограничивающий проточный канал для потока промывочной жидкости от верхнего по потоку конца к нижнему по потоку концу, турбинный узел, расположенный в указанном проточном канале и имеющий верхнюю по потоку кольцевую кулачковую поверхность и нижнюю по потоку кольцевую кулачковую поверхность, по меньшей мере один турбинный элемент, функционально соединенный с верхней по потоку кольцевой кулачковой поверхностью и с нижней по потоку кольцевой кулачковой поверхностью и приводимый в действие потоком промывочной жидкости с обеспечением вращения турбинного узла, и поршень, прикрепленный к верхней по потоку кольцевой кулачковой поверхности, при этом проточный канал имеет суженную часть, расположенную выше по потоку от турбинного узла с обеспечением возможности расположения поршня в суженной части проточного канала, по меньшей мере один верхний по потоку кулачковый следящий элемент, прикрепленный к корпусу для взаимодействия с верхней по потоку кольцевой кулачковой поверхностью, и по меньшей мере один нижний по потоку кулачковый следящий элемент, прикрепленный к корпусу для взаимодействия с нижней по потоку кольцевой кулачковой поверхностью.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобывающей промышленности, преимущественно к добыче вязкой и сверхвязкой нефти, а также может быть использовано для интенсификации добычи нефти, осложненной вязкими составляющими и отложениями.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение для изоляции обводненных интервалов продуктивного пласта в горизонтальных скважинах на месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами.

Настоящее изобретение относится к извлечению подземных ресурсов, таких как нефть, природный газ, сланцевый газ, при использовании гидравлического разрыва пласта. Способ извлечения подземных ресурсов с помощью нагнетания текучей среды, заполняющей рудоподводящий канал, в котором формируют трещины и далее с помощью формирования или роста трещин подземные ресурсы извлекают через трещины, в котором блокирующий гидролиз агент вводят под давлением в текучую среду, чтобы блокировать отклоняющий агент, служащий для временного перекрытия трещин, где блокирующий гидролиз агент представляет собой способную к гидролизу смолу, имеющую температуру стеклования (Tg) более низкую, чем температура окружающей среды извлечения, и способная к гидролизу смола, используемая в качестве блокирующего гидролиз агента, имеет индекс кристаллизации ΔHm не более 70 Дж/г, представленный приведенной расчетной формулой. Блокирующий гидролиз агент для добавления в текучую среду, которой заполняется рудоподводящий канал, представляющий собой сополимеризованный полиоксалат, в который введено звено двухосновной кислоты, отличной от щавелевой кислоты, и где блокирующий гидролиз агент имеет индекс кристаллизации ΔHm не более 70 Дж/г, представленный приведенной расчетной формулой. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат – повышение эффективности обработки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальтосмолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Способ включает закачивание в полость скважины жидкости, формирование перепадов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, образующейся при периодическом повышении давления с применением вентиля, который соединяет скважину с источником жидкости, находящейся под давлением. При проведении гидроразрыва предварительно оценивают время перемещения волны движения массы жидкости от устья до призабойной зоны и длительность расширения и смыкания трещин пласта. Устанавливают в полости скважины исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем вентиль открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойную зону и воздействует на трещины пласта. Затем закрывают вентиль для снижения давления в скважине до величины исходного. К линии, соединяющей вентиль и источник жидкости, находящейся под давлением, подключают гидропневмоаккумулятор. Дополнительно оценивают величину давления и расход закачиваемой жидкости, рассчитывают длительности процессов хрупкого и пластичного разрушения породы пласта и закрывают вентиль после начала действия процесса пластичного разрушения. Технический результат заключается в развитии равномерной сети трещин в прискважинной зоне пласта.

Наверх