RU2667255C1 - Method of hydraulic fracturing of a reservoir - Google Patents
Method of hydraulic fracturing of a reservoir Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667255C1 RU2667255C1 RU2017139850A RU2017139850A RU2667255C1 RU 2667255 C1 RU2667255 C1 RU 2667255C1 RU 2017139850 A RU2017139850 A RU 2017139850A RU 2017139850 A RU2017139850 A RU 2017139850A RU 2667255 C1 RU2667255 C1 RU 2667255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- fracturing
- acid
- hydraulic fracturing
- sulfamic acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 35
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 22
- IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N sulfamic acid group Chemical group S(N)(O)(=O)=O IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 15
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 4
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 4
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 4
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000589636 Xanthomonas campestris Species 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- -1 fatty alcohol sulfates Chemical class 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
- C09K8/805—Coated proppants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при гидравлическом разрыве карбонатного пласта или залежи высоковязкой нефти.The invention relates to the oil industry and may find application in hydraulic fracturing of a carbonate formation or deposits of high viscosity oil.
Известен способ гидравлического разрыва карбонатного пласта (патент RU №2460875, МПК Е21В 43/26, опубл. 10.09.2012 г., бюл. №25), включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером и последующей его посадкой, спуск в колонну НКТ колонны гибких труб (ГТ) ниже нижнего конца НКТ, закачку водоизолирующего цемента по ГТ, проведение гидроразрыва карбонатного пласта с подошвенной водой. По способу нижний конец ГТ спускают до уровня водонефтяного контакта (ВНК), герметизируют пространство между колоннами НКТ и ГТ, закачкой водоизолирующего цемента по ГТ производят изоляцию подошвенной воды в карбонатном пласте с заливкой скважины от забоя до уровня ВНК. Разгерметизируют пространство между колоннами НКТ и ГТ и приподнимают колонну ГТ так, чтобы ее нижний конец находился на 1-2 м ниже кровли карбонатного пласта, после чего определяют суммарный объем жидкости разрыва (Vг), герметизируют пространство между колоннами НКТ и ГТ. Производят закачку в ГТ первой порции жидкости разрыва в объеме 60-70% от суммарного объема (Vг) под давлением не более 25 МПа и со скоростью не более 2 м3/мин, после чего оставшийся объем жидкости разрыва закачивают в ГТ в 3-5 циклов, чередуя с закачкой расклинивающего агента, в качестве которого применяют 25%-ную соляную ингибированную кислоту. Объем кислоты определяют в зависимости от толщины продуктивной части карбонатного пласта, исходя из объема 0,2 м3 кислоты на 1 м толщины пласта на каждый цикл закачки. По завершении последнего цикла закачки осуществляют продавку кислоты водным раствором поверхностно-активного вещества в объеме колонны ГТ с последующей выдержкой 1-2 ч, после чего извлекают колонну ГТ из колонны НКТ. Запускают скважину в эксплуатацию.A known method of hydraulic fracturing of a carbonate formation (patent RU No. 2460875, IPC ЕВВ 43/26, publ. 09/10/2012, bull. No. 25), including the descent into the well of a string of tubing with a packer and its subsequent landing , descending into the tubing string string of flexible pipes (GT) below the lower end of the tubing, pumping water-insulating cement along the GT, hydraulic fracturing of the carbonate formation with bottom water. According to the method, the lower end of the GT is lowered to the level of the oil-water contact (WOC), the space between the tubing strings and the HT is sealed, the injection of water-insulating cement through the HT is used to isolate the bottom water in the carbonate formation with the well being poured from the bottom to the level of the WOC. The space between the tubing and GT columns is depressurized and the GT column is lifted so that its lower end is 1-2 m below the roof of the carbonate formation, after which the total volume of fracturing fluid (V g ) is determined, the space between the tubing and GT columns is sealed. The first portion of the fracture fluid is injected into the GT in a volume of 60-70% of the total volume (V g ) under a pressure of not more than 25 MPa and at a speed of not more than 2 m 3 / min, after which the remaining volume of the fracture fluid is pumped into the GT in 3- 5 cycles, alternating with the injection of a proppant, which is used as 25% hydrochloric inhibited acid. The volume of acid is determined depending on the thickness of the productive part of the carbonate formation, based on the volume of 0.2 m 3 of acid per 1 m of thickness of the formation for each injection cycle. At the end of the last injection cycle, acid is pumped with an aqueous solution of a surfactant in the volume of the HT column, followed by 1-2 hours, after which the GT column is removed from the tubing string. Launch the well into operation.
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- во-первых, низкая эффективность его реализации в карбонатных коллекторах и залежах высоковязкой нефти из-за высокой скорости реакции и малой дальности проникновения неотреагировавшей кислоты в пласт и образования стойких эмульсий в призабойной зоне пласта;- firstly, the low efficiency of its implementation in carbonate reservoirs and deposits of highly viscous oil due to the high reaction rate and the short range of penetration of unreacted acid into the formation and the formation of persistent emulsions in the bottomhole formation zone;
- во-вторых, ограничение роста трещины в процессе гидравлического разрыва пласта из-за высоких потерь давления на трение в перфорационных отверстиях и наличия мелких конкурирующих трещин;- secondly, the restriction of crack growth during hydraulic fracturing due to high frictional pressure losses in perforations and the presence of small competing cracks;
- в-третьих, длительность реализации способа, связанная с необходимостью спуска в колонну НКТ колонны ГТ ниже нижнего конца НКТ, с герметизацией (разгерметизацией) пространства между колоннами НКТ и ГТ, перемещением колонны ГТ внутри колонны НКТ в процессе реализации способа;- thirdly, the duration of the implementation of the method associated with the need to lower the tubing string into the tubing string below the lower end of the tubing, sealing (depressurization) of the space between the tubing string and the tubing string, moving the tubing string inside the tubing string during the process;
- в-четвертых, снижение коллекторских свойств призабойной зоны пласта вследствие выпадения нерастворимых осадков из продуктов реакции;- fourthly, a decrease in the reservoir properties of the bottomhole formation zone due to precipitation of insoluble sediments from the reaction products;
- в-пятых, интенсивный износ применяемого оборудования вследствие образования хлорорганических соединений, приводящих к коррозии оборудования.fifthly, intensive wear of the equipment used due to the formation of organochlorine compounds, leading to corrosion of the equipment.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ гидравлического разрыва карбонатного пласта (ГРП) в скважине (патент RU №2455478, МПК Е21В 43/26, опубл. 10.07.2012 г., Бюл. №19), включающий перфорацию стенок скважины в необходимом интервале скважины каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины, спуск колонны труб в зону ГРП с герметизацией межтрубного пространства пакером выше интервала перфорации и циклическую закачку в скважину гелеобразной жидкости разрыва. Перед проведением ГРП скважину заполняют технологической жидкостью на 0,2-0,4 объема ствола скважины. Суммарный объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрыва рассчитывают по формуле:The closest in technical essence and the achieved result is a method of hydraulic fracturing of a carbonate formation (hydraulic fracturing) in a well (patent RU No. 2455478, IPC ЕВВ 43/26, published on July 10, 2012, Bull. No. 19), including perforation of the walls of the well in the required interval of the borehole with channels of depth not less than the length of the zone of stress concentration in the rocks from the borehole, the descent of the pipe string into the hydraulic fracturing zone with the packer sealing the annulus above the perforation interval and cyclic injection of a gel-like fracturing fluid into the borehole. Before hydraulic fracturing, the well is filled with process fluid for 0.2-0.4 wellbore volumes. The total volume of injected gel-like fracturing fluid is calculated by the formula:
Vг=k⋅Hп,V g = k⋅H p ,
где Vг - объем гелеобразной жидкости разрыва, м3;where V g - the volume of the gel-like fluid rupture, m 3 ;
k - коэффициент перевода, м3/м (k=1,4-1,6);k is the conversion coefficient, m 3 / m (k = 1.4-1.6);
Нп - высота пласта, м,N p - reservoir height, m,
причем гелеобразную жидкость разрыва закачивают равными порциями в 3-5 циклов с закачкой после них порций кислоты объемом 0,7-0,75 объема гелеобразной жидкости разрыва. По завершении последнего цикла закачки осуществляют закачку товарной нефти или пресной воды в полуторакратном объеме колонны труб с последующей выдержкой 1-2 ч. Удаляют продукты реакции кислоты с породой, снимают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины.moreover, the gel-like liquid of rupture is pumped in equal portions in 3-5 cycles with the injection of acid portions of 0.7-0.75 volumes of the gel-like liquid of rupture after them. At the end of the last injection cycle, salable oil or fresh water is pumped into a 1.5-fold volume of the pipe string, followed by 1-2 hours. The reaction products of the acid with the rock are removed, the packer is removed and it is removed from the pipe string from the well.
Недостатки способа:The disadvantages of the method:
- во-первых, ограничение роста трещины в процессе ГРП из-за высоких потерь давления на трение в перфорационных отверстиях и наличия мелких конкурирующих трещин;- firstly, the restriction of crack growth during hydraulic fracturing due to the high pressure loss due to friction in the perforations and the presence of small competing cracks;
- во-вторых, низкая эффективность реализации способа в карбонатных коллекторах и залежах высоковязкой нефти из-за высокой скорости реакции и малой дальности проникновения неотреагировавшей кислоты в пласт и образования стойких эмульсий в призабойной зоне пласта;- secondly, the low efficiency of the implementation of the method in carbonate reservoirs and deposits of highly viscous oil due to the high reaction rate and the short range of penetration of unreacted acid into the formation and the formation of persistent emulsions in the bottomhole formation zone;
- в-третьих, низкая производительность скважины после проведения ГРП, связанная с неполным выносом продуктов реакции из трещины и слабой проницаемостью полученной трещины ГРП;- thirdly, low well productivity after hydraulic fracturing, associated with incomplete removal of reaction products from the fracture and low permeability of the resulting hydraulic fracture;
- в-четвертых, снижение коллекторских свойств призабойной зоны пласта после проведения ГРП вследствие выпадения нерастворимых осадков из продуктов реакции;- fourthly, a decrease in the reservoir properties of the bottom-hole formation zone after hydraulic fracturing due to precipitation of insoluble sediments from the reaction products;
- в-пятых, интенсивный износ применяемого оборудования при проведении ГРП вследствие образования хлорорганических соединений, приводящих к коррозии оборудования.fifthly, intensive wear of the equipment used during hydraulic fracturing due to the formation of organochlorine compounds, leading to corrosion of the equipment.
Техническими задачами изобретения являются увеличение роста трещины в процессе ГРП, повышение эффективности реализации способа в карбонатных коллекторах и залежах высоковязкой нефти, повышение производительности скважины после проведения ГРП, сохранение коллекторских свойств призабойной зоны пласта после проведения ГРП, снижение износа применяемого оборудования при проведении ГРП.The technical objectives of the invention are to increase crack growth during hydraulic fracturing, increase the efficiency of the method in carbonate reservoirs and high-viscosity oil reservoirs, increase well productivity after hydraulic fracturing, preserve reservoir properties of the bottom-hole formation zone after hydraulic fracturing, and reduce wear on equipment used during hydraulic fracturing.
Поставленные технические задачи решаются способом гидравлического разрыва пласта - ГРП в скважине, включающим перфорацию стенок скважины в необходимом интервале скважины каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины, спуск колонны труб в зону ГРП с герметизацией межтрубного пространства пакером выше интервала перфорации, закачку порциями по колонне труб в скважину гелеобразной жидкости разрыва и кислоты, выдержку, удаление продуктов реакции кислоты с породой, распакеровку пакера и извлечение его с колонной труб из скважины.The stated technical problems are solved by the method of hydraulic fracturing - hydraulic fracturing in a well, including perforation of the walls of the well in the required interval of the well with channels at least the depth of the stress concentration zone in the rocks from the well bore, the descent of the pipe string into the hydraulic fracturing zone with the packer sealing the annulus above the perforation interval, injection of gelled fracture and acid gel in portions along the pipe string into the well, aging, removal of the reaction products of the acid with the rock, unpacking the packer extracting it from the tubular string from the well.
Новым является то, что закачивают гелеобразную жидкость разрыва с 1 т кварцевого песка со ступенчатым увеличением концентрации кварцевого песка в процессе закачки гелеобразной жидкости разрыва, далее производят циклическую закачку состава сульфаминовой кислоты в 4 цикла с увеличением порции закачиваемого состава сульфаминовой кислоты на 1,5 м3 с каждым циклом, по окончании закачки последней порции состава сульфаминовой кислоты в скважину закачивают СО2 в жидком состоянии в объеме 10% от общего объема состава сульфаминовой кислоты, затем продавливают 2%-ный водный раствор KCl в объеме 1,1 от объема скважины, при этом в процессе ГРП все компоненты закачивают с одним значением расхода, останавливают процесс ГРП, осуществляют выдержку в течение 24 ч, ступенчато стравливают давление до нуля по 5,0 МПа с выдержкой 10 мин, удаляют продукты реакции кислоты с породой пласта свабированием, распакеровывают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины.What is new is that a gel-like fracturing fluid is injected from 1 ton of quartz sand with a stepwise increase in the concentration of silica sand during the injection of the gel-like fracturing fluid, then the composition of sulfamic acid is cyclically injected in 4 cycles with an increase in the portion of the injected composition of sulfamic acid by 1.5 m 3 with each cycle at the end of injection of the last portion of the composition of sulfamic acid is pumped into the well CO 2 in a liquid state at 10% of the total composition of sulfamic acid, and then pressurize a 2% aqueous KCl solution in a volume of 1.1 of the well’s volume, while during the hydraulic fracturing process, all components are pumped with the same flow rate, the hydraulic fracturing process is stopped, the shutter speed is held for 24 hours, and the pressure is relieved to zero by 5.0 MPa with a holding time of 10 min, remove the reaction products of the acid with the formation rock by swabbing, unpack the packer and remove it from the pipe string from the well.
Предлагаемый способ ГРП реализуют следующим образом.The proposed hydraulic fracturing method is implemented as follows.
Осуществляют перфорацию стенок скважины каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины. Далее в скважину, в зону ГРП, производят спуск колонны труб с пакером так, чтобы пакер находился на 5-10 м выше кровли пласта, подлежащего гидроразрыву, после чего герметизируют заколонное пространство, т.е. производят посадку проходного пакера любой известной конструкции, например пакера с механической осевой установкой любого производителя.Perforation of the walls of the well is carried out by channels with a depth not less than the extent of the zone of stress concentration in the rocks from the wellbore. Next, into the well, into the hydraulic fracturing zone, the pipe string with the packer is lowered so that the packer is 5-10 m above the roof of the formation to be fractured, after which the annulus is sealed, i.e. they make a landing packer of any known design, for example a packer with a mechanical axial installation of any manufacturer.
Определяют объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрыва:Determine the volume of injected gel-like fracturing fluid:
Vг=k⋅Нп,V g = k⋅N p ,
где Vг - объем гелеобразной жидкости разрыва, м3;where V g - the volume of the gel-like fluid rupture, m 3 ;
k - коэффициент перевода, м3/м (k=1,4-1,6);k is the conversion coefficient, m 3 / m (k = 1.4-1.6);
Нп - высота пласта, м.N p - the height of the reservoir, m
Например, высота пласта Нп равна 5 м. Тогда, подставляя значение в формулу, получаем объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрыва:For example, the height of the reservoir N p is 5 m. Then, substituting the value in the formula, we obtain the volume of the injected gel-like fracturing fluid:
Vг=1,4-1,6 м3/м⋅5 м=7-8 м3.V g = 1.4-1.6 m 3 / m⋅5 m = 7-8 m 3 .
Примем суммарный объем закачиваемой гелеобразной жидкости разрываWe take the total volume of injected gel-like fracture fluid
Vг=8 м3.V g = 8 m 3 .
В качестве гелеобразной жидкости разрыва применяют известные сшитые или линейные гели, например, разработанные ЗАО «Химекоганг».As a gel-like fracturing liquid, known crosslinked or linear gels are used, for example, developed by Khimekogang CJSC.
Порядок приготовления гелеобразной жидкости и ее закачки с помощью насосного агрегата ЦА-320 описан в патенте RU №2358100, МПК Е21В 43/26, опубл. 10.06.2009, бюл. №16. В качестве дополнительного примера использования гелеобразной жидкости может быть применение структурированной углеводородной гелеобразной композиции для ГРП, описанное в патенте №2043491 МПК Е21В 43/26, опубл. 10.09.1995 г., бюл. №25.The procedure for the preparation of gelled liquid and its injection using the pump unit CA-320 is described in patent RU No. 2358100, IPC Е21В 43/26, publ. 06/10/2009, bull. No. 16. As an additional example of the use of a gel-like liquid, the use of a structured hydrocarbon gel-like composition for hydraulic fracturing, described in patent No. 2043491 IPC ЕВВ 43/26, publ. 09/10/1995, bull. Number 25.
После герметизации межтрубного пространства пакером по колонне труб в подпакерное пространство скважины производится закачка гелеобразной жидкости разрыва в объеме 8 м3 с 1 т кварцевого песка со ступенчатым увеличением концентрации кварцевого песка в гелеобразной жидкости в процессе закачки, например от 110 до 140 кг/м3, а именно:After sealing the annular space with a packer along the pipe string into the under-packer space of the well, a gel-like fracturing fluid is injected in a volume of 8 m 3 from 1 t of silica sand with a stepwise increase in the concentration of silica sand in the gel-like fluid during the injection, for example, from 110 to 140 kg / m 3 , namely:
- 2 м3 гелеобразной жидкости разрыва с кварцевым песком в концентрации 110 кг/м3:- 2 m 3 gelled fracturing fluids with quartz sand at a concentration of 110 kg / m 3:
2 м3⋅110 кг/м3=220 кг;2 m 3 ⋅110 kg / m 3 = 220 kg;
- 2 м3 гелеобразной жидкости разрыва с кварцевым песком в концентрации 120 кг/м3:- 2 m 3 gel-like fluid rupture with quartz sand at a concentration of 120 kg / m 3 :
2 м3⋅120 кг/м3=240 кг;2 m 3 ⋅120 kg / m 3 = 240 kg;
- 2 м3 гелеобразной жидкости разрыва с кварцевым песком в концентрации 130 кг/м3:- 2 m 3 gel-like fracturing fluid with silica sand at a concentration of 130 kg / m 3 :
2 м3⋅130 кг/м3=260 кг;2 m 3 ⋅130 kg / m 3 = 260 kg;
- 2 м3 гелеобразной жидкости разрыва с кварцевым песком в концентрации 140 кг/м3:- 2 m 3 gel-like fracturing fluid with silica sand at a concentration of 140 kg / m 3 :
2 м3⋅140 кг/м3=280 кг.2 m 3 ⋅140 kg / m 3 = 280 kg.
Итого закачали (2 м3+2 м3+2 м3+2 м3)=8 м3 гелеобразной жидкости разрыва с (220 кг + 240 кг + 260 кг + 280 кг)=1000 кг = 1 т кварцевого песка.Total injected (2 m 3 + 2 m 3 + 2 m 3 + 2 m 3 ) = 8 m 3 of gel-like liquid with a gap of (220 kg + 240 kg + 260 kg + 280 kg) = 1000 kg = 1 ton of quartz sand.
Закачка гелеобразной жидкости с кварцевым песком в начале процесса ГРП позволяет провести обработку перфорационных отверстий с целью снижения трения (снижения потерь давления закачки) и произвести закупорку мелких конкурирующих трещин кварцевым песком, что в целом позволяет увеличить рост начальной трещины в дальнейшем (при циклической закачке состава сульфаминовой кислоты).The injection of a gel-like liquid with quartz sand at the beginning of the hydraulic fracturing process allows the perforations to be processed in order to reduce friction (to reduce injection pressure loss) and to block small competing cracks with quartz sand, which in general allows increasing the initial crack growth in the future (during cyclic injection of sulfamic composition acid).
Далее производят циклическую закачку состава сульфаминовой кислоты. Для этого определяют суммарный объем закачиваемого состава сульфаминовой кислоты по формуле:Next, produce a cyclic injection of the composition of sulfamic acid. To do this, determine the total volume of the injected composition of sulfamic acid according to the formula:
Vк=k⋅Hп,V k = k⋅H p ,
где Vк - объем состава сульфаминовой кислоты, м3;where V to - the volume of the composition of sulfamic acid, m 3 ;
k - коэффициент перевода (получен опытным путем), м3/м (k=4-5);k is the transfer coefficient (obtained experimentally), m 3 / m (k = 4-5);
Нп - высота пласта, подверженного ГРП, м.N p - the height of the formation susceptible to hydraulic fracturing, m
Как отмечено выше, высота пласта Нп равна 5 м.As noted above, the height of the reservoir N p equal to 5 m
Тогда, подставляя числовые значения в формулу, получим:Then, substituting the numerical values in the formula, we get:
Vк=k⋅Нп=4-5 м3/м ⋅ 5 м=20-25 м3.V к = k⋅Н p = 4-5 m 3 / m ⋅ 5 m = 20-25 m 3 .
Примем Vк=21 м3.We take V to = 21 m 3 .
Состав сульфаминовой кислоты содержит в 1 м3 следующие вещества, %:The composition of sulfamic acid contains in 1 m 3 the following substances,%:
- сульфаминовая кислота - 10%;- sulfamic acid - 10%;
- аммонийная органическая соль - 3%;- ammonium organic salt - 3%;
- неионогенное поверхностно-активное вещество - 1%;- nonionic surfactant - 1%;
- анионное поверхностно-активное вещество - 1%;- anionic surfactant - 1%;
- ксантан - 0,1%;- xanthan gum - 0.1%;
- вода - остальное.- water - the rest.
Сульфаминовая кислота (ГОСТ 5821-78) - это вещество, представляющее собой бесцветные кристаллы ромбической формы. Формула данного соединения - NH2SO2OH или NH2SO3H, оно имеет плотность 2,126 кг/м3.Sulfamic acid (GOST 5821-78) is a substance that is a colorless crystals of a rhombic shape. The formula of this compound is NH 2 SO 2 OH or NH 2 SO 3 H; it has a density of 2.126 kg / m 3 .
Аммонийная органическая соль (ГОСТ 17444-2016) - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.Ammonium organic salt (GOST 17444-2016) - colorless crystalline substances, well soluble in water.
В качестве неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) (ГОСТ 25163-82) применяют, например, этоксилаты спиртов, алканоламиды жирных кислот. Неионогенные ПАВ используются в комбинации с анионными ПАВ как вторичный очиститель, а также загуститель и стабилизатор состава сульфаминовой кислоты.As nonionic surfactants (GAS) (GOST 25163-82), for example, ethoxylates of alcohols, alkanolamides of fatty acids are used. Nonionic surfactants are used in combination with anionic surfactants as a secondary purifier, as well as a thickener and stabilizer of sulfamic acid composition.
В качестве анионных ПАВ (ГОСТ 30828-2002) применяют, например, алкилбензолсульфонаты, сульфоэтоксилаты спиртов, сульфаты жирных спиртов, алкансульфонаты, альфа-олеинсульфонаты.As anionic surfactants (GOST 30828-2002), for example, alkyl benzene sulfonates, alcohol sulfoethoxylates, fatty alcohol sulfates, alkanesulfonates, alpha oleinsulfonates are used.
Ксантан (ксантановая камедь) (ГОСТ 33333-2015) - природный полисахарид, получаемый в результате ферментации глюкозы микроорганизмами рода Xanthomonas campestris, относится к группе стабилизаторов. Применение ксантана позволяет получить более стабильную и пластичную структуру готового состава сульфаминовой кислоты, повышая эластичность и вязкость.Xanthan gum (xanthan gum) (GOST 33333-2015) - a natural polysaccharide obtained by fermentation of glucose by microorganisms of the genus Xanthomonas campestris, belongs to the group of stabilizers. The use of xanthan allows you to get a more stable and plastic structure of the finished composition of sulfamic acid, increasing elasticity and viscosity.
Вода техническая плотностью 1000 кг/м3.Technical water with a density of 1000 kg / m 3 .
Далее на устье скважины готовят состав сульфаминовой кислоты, завозят вышеуказанные химические вещества.Then, at the wellhead, a composition of sulfamic acid is prepared, and the above chemicals are imported.
В емкость, находящуюся на устье скважины, добавляют вышеуказанные химические вещества в следующей последовательности в следующем объеме:In the tank located at the wellhead, add the above chemicals in the following sequence in the following volume:
- сульфаминовая кислота (10%⋅21 м3)/100%=2,1 м3;- sulfamic acid (10% ⋅21 m 3 ) / 100% = 2.1 m 3 ;
- аммонийная органическая соль (3%⋅21 м3)/100%=0,63 м3;- ammonium organic salt (3% ⋅21 m 3 ) / 100% = 0.63 m 3 ;
- неионогенное ПАВ (1%⋅21 м3)/100%=0,21 м3;- nonionic surfactant (1% ⋅21 m 3 ) / 100% = 0.21 m 3 ;
- анионное ПАВ (1%⋅21 м3)/100%=0,21 м3;- anionic surfactant (1% ⋅21 m 3 ) / 100% = 0.21 m 3 ;
- ксантан (0,1%⋅21 м3)/100%=0,021 м3;- xanthan gum (0.1% ⋅21 m 3 ) / 100% = 0.021 m 3 ;
- вода (техническая) (84,9%⋅21 м3)/100%=17,829 м3.- water (technical) (84.9% ⋅21 m 3 ) / 100% = 17.829 m 3 .
Далее перемешивают в емкости вышеуказанные химические вещества.Next, the above chemicals are mixed in a container.
Также на устье скважины подвозят СО2 в жидком состоянии.Also wellhead CO 2 is brought in the liquid state.
Далее производят циклическую закачку состава сульфаминовой кислоты в 4 цикла, с увеличением порций закачиваемого состава сульфаминовой кислоты на 1,5 м3 с каждым циклом (см. таблицу).Further produce cyclic download composition sulfamic acid in 4 cycles, with increasing portions of the injected composition sulfamic acid per 1.5 m 3 with each cycle (see. Table).
Увеличение порций закачиваемого состава сульфаминовой кислоты на 1,5 м3 с каждым циклом позволяет продавить кислоту глубже в пласт, расширяя трещину разрыва.An increase in the portions of the injected sulfamic acid composition by 1.5 m 3 with each cycle allows the acid to be pushed deeper into the reservoir, widening the fracture.
Сульфаминовая кислота, применяемая при реализации данного способа, позволяет сохранить коллекторские свойства призабойной зоны пласта из-за отсутствия нерастворимых осадков в продуктах реакции, поскольку продукты реакции хорошо растворимы и не снижают проницаемость трещины, кроме того, для протекания реакции достаточно невысоких температур (около 30°С).Sulfamic acid used in the implementation of this method allows you to save the reservoir properties of the bottomhole formation zone due to the absence of insoluble sediments in the reaction products, since the reaction products are highly soluble and do not reduce the permeability of the fracture, in addition, low temperatures are sufficient for the reaction to proceed (about 30 ° FROM).
По окончании закачки четвертой порции состава сульфаминовой кислоты в скважину закачивают двуокись углерода СО2 в жидком состоянии в объеме 10% от общего объема состава сульфаминовой кислоты, т.е. At the end of the injection of the fourth portion of the sulfamic acid composition, carbon dioxide CO 2 in the liquid state is pumped into the well in a volume of 10% of the total volume of sulfamic acid composition, i.e.
Подставляя числовые значения в формулу, получим:Substituting the numerical values in the formula, we get:
Закачка жидкого СО2 позволяет в процессе ГРП продавить кислоту дальше в пласт, подвергшийся ГРП.Injection of liquid CO 2 allows the acid to be pushed further into the fractured formation during the fracturing process.
Затем продавливают 2%-ный водный раствор KCl в объеме 1,1 от объема скважины, например 13 м3.Then push 2% aqueous KCl solution in a volume of 1.1 of the well volume, for example 13 m 3 .
2%-ный водный раствор KCl содержит:2% aqueous KCl solution contains:
- KCl - 2%, т.е. (2%⋅13 м3)/100%=0,26 м3;- KCl - 2%, i.e. (2% ⋅13 m 3 ) / 100% = 0.26 m 3 ;
- вода (техническая) - 98%, т.е. (98%⋅13 м3)/100%=12,74 м3.- water (technical) - 98%, i.e. (98% ⋅13 m 3 ) / 100% = 12.74 m 3 .
2%-ный водный раствор KCl готовят в емкости на устье путем смешивания компонентов в пропорциях, указанных выше, или завозят на скважину в автоцистерне в готовом виде. В процессе ГРП все компоненты закачиваются с одним значением расхода, как указано в таблице, с расходом 2,5 м3/мин.A 2% aqueous KCl solution is prepared in a container at the mouth by mixing the components in the proportions indicated above, or delivered to the well in a tank truck in the finished form. In the process of hydraulic fracturing, all components are pumped with one flow rate, as indicated in the table, with a flow rate of 2.5 m 3 / min.
Останавливают процесс ГРП, осуществляют выдержку в течение 24 ч.They stop the hydraulic fracturing process, hold for 24 hours.
Ступенчато стравливают давление до нуля по 5,0 МПа с выдержкой 10 мин. Например, давление окончания продавки составляет 25,0 МПа, выдерживают 10 мин; стравливают до 20 МПа, выдерживают 10 мин; стравливают до 15 МПа, выдерживают 10 мин; стравливают до 10 МПа, выдерживают 10 мин; стравливают до 5 МПа, выдерживают 10 мин; затем стравливают до нуля.Gradually bleed pressure to zero at 5.0 MPa with a shutter speed of 10 minutes. For example, the pressure of the end of the sale is 25.0 MPa, can withstand 10 minutes; vent to 20 MPa, incubated for 10 minutes; vent to 15 MPa, incubated for 10 minutes; bleed to 10 MPa, incubated for 10 minutes; vent to 5 MPa, incubated for 10 minutes; then bleed to zero.
Ступенчатое стравливание давления после окончания ГРП по 5,0 МПа с выдержкой 10 мин обеспечивает плавный переход двуокиси углерода СО2 из жидкого в газообразное состояние. Это обеспечивает более полный вынос продуктов реакции из трещины и улучшает проницаемость полученной трещины ГРП, что повышает производительность скважины при последующей ее эксплуатации.Stepwise pressure relief after completion of hydraulic fracturing at 5.0 MPa with a shutter speed of 10 min ensures a smooth transition of carbon dioxide CO 2 from liquid to gaseous state. This provides a more complete removal of reaction products from the fracture and improves the permeability of the resulting hydraulic fracture, which increases the productivity of the well during its subsequent operation.
Удаляют продукты реакции кислоты с породой пласта свабированием с помощью геофизического подъемника.The reaction products of the acid with the formation rock are removed by swabbing using a geophysical elevator.
Распакеровывают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины.Unpack the packer and remove it with the pipe string from the well.
Повышается эффективность реализации способа в карбонатных коллекторах и залежах высоковязкой нефти из-за возможности транспортировки отреагировавшей сульфаминовой кислоты по трещине ГРП в дальние зоны пласта благодаря малой скорости растворения карбонатных пород, что увеличивает радиус воздействия на пласт. Кроме того, при проведении ГРП в залежах высоковязкой нефти исключается образование стойких эмульсий в призабойной зоне пласта после проведения ГРП.The efficiency of the method implementation in carbonate reservoirs and high-viscosity oil deposits increases due to the possibility of transporting the reacted sulfamic acid along the hydraulic fracture to the far zones of the formation due to the low dissolution rate of carbonate rocks, which increases the radius of impact on the formation. In addition, during hydraulic fracturing in highly viscous oil deposits, formation of persistent emulsions in the bottomhole formation zone after hydraulic fracturing is excluded.
В предлагаемом способе в отличие от прототипа, где используется соляная кислота, применяют бесхлорную кислоту (сульфаминовую), которая исключает образование коррозионно-активных хлорорганических соединений, благодаря чему снижается износ оборудования, применяемого в процессе ГРП. Кроме того, низкая коррозионная активность сульфаминовой кислоты позволяет не использовать ингибиторы коррозии.In the proposed method, in contrast to the prototype, where hydrochloric acid is used, chlorine-free acid (sulfamic acid) is used, which eliminates the formation of corrosive organochlorine compounds, thereby reducing the wear of equipment used in the hydraulic fracturing process. In addition, the low corrosivity of sulfamic acid eliminates the use of corrosion inhibitors.
Предлагаемый способ ГРП позволяет:The proposed method of hydraulic fracturing allows you to:
- увеличить рост трещины в процессе проведения ГРП;- increase crack growth during hydraulic fracturing;
- повысить эффективность реализации способа в карбонатных коллекторах и залежах высоковязкой нефти;- increase the efficiency of the method in carbonate reservoirs and deposits of high viscosity oil;
- повысить производительность скважины при последующей ее эксплуатации;- increase well productivity during its subsequent operation;
- сохранить коллекторские свойства призабойной зоны пласта;- save the reservoir properties of the bottomhole formation zone;
- снизить износ применяемого оборудования.- reduce the wear of the equipment used.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139850A RU2667255C1 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Method of hydraulic fracturing of a reservoir |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139850A RU2667255C1 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Method of hydraulic fracturing of a reservoir |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2667255C1 true RU2667255C1 (en) | 2018-09-18 |
Family
ID=63580404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017139850A RU2667255C1 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Method of hydraulic fracturing of a reservoir |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2667255C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455478C1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of hydraulic fracturing of carbonate formation |
RU2460876C1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for performing pulse hydraulic fracturing of carbonate formation |
WO2013074237A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | Schlumberger Canada Limited | Gravel and fracture packing using fibers |
RU2522366C1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of hydraulic fracturing of well formation |
RU2612418C1 (en) * | 2015-12-23 | 2017-03-09 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Formation hydraulicfracturing |
-
2017
- 2017-11-15 RU RU2017139850A patent/RU2667255C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455478C1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of hydraulic fracturing of carbonate formation |
RU2460876C1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for performing pulse hydraulic fracturing of carbonate formation |
WO2013074237A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | Schlumberger Canada Limited | Gravel and fracture packing using fibers |
RU2522366C1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of hydraulic fracturing of well formation |
RU2612418C1 (en) * | 2015-12-23 | 2017-03-09 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Formation hydraulicfracturing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2455478C1 (en) | Method of hydraulic fracturing of carbonate formation | |
RU2453695C1 (en) | Productive formation hydraulic fracturing method | |
RU2358100C2 (en) | Procedure of hydraulic break of reservoir in well | |
RU2531775C1 (en) | Seam hydro frac in well | |
RU2566542C1 (en) | Hydraulic fracturing method for producing formation with clay layer and bottom water | |
CA3000260C (en) | Methods for performing fracturing and enhanced oil recovery in tight oil reservoirs | |
RU2460875C1 (en) | Carbonate formation hydraulic fracturing method | |
RU2544931C1 (en) | Carbonaceous oil deposit development method | |
RU2485306C1 (en) | Method of hydraulic fracturing of well formation | |
RU2522366C1 (en) | Method of hydraulic fracturing of well formation | |
RU2541974C1 (en) | Well operation stimulation | |
RU2540713C1 (en) | Method of oil pool development | |
RU2720717C1 (en) | Intensification method for well operation | |
RU2599156C1 (en) | Method of interval treatment of bottom hole zone of horizontal well shaft | |
RU2571964C1 (en) | Hydrofracturing method for formation in well | |
RU2667255C1 (en) | Method of hydraulic fracturing of a reservoir | |
RU2459072C1 (en) | Method of hydraulic fracturing of low-permeable formation of injection well | |
RU2610967C1 (en) | Method of selective treatment of productive carbonate formation | |
RU2526081C1 (en) | Well seam hydraulic fracturing | |
RU2564312C1 (en) | Method of deposit hydraulic fracturing in well | |
RU2418157C1 (en) | Development method of oil deposit with horizontal wells | |
RU2541693C1 (en) | Method for formation hydraulic fracturing in horizontal open well shaft | |
RU2579093C1 (en) | Method for repeated hydraulic fracturing | |
RU2509883C1 (en) | Carbonate formation hydraulic fracturing method | |
RU2705643C1 (en) | Method of intensification of well operation after its construction |